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Eine Studie des SETI-Instituts zeigt, dass 75 % der Sterne außerirdische Funksignale verzerren

Instituto SETI
Foto: Instituto SETI - Michael Vi/ Shutterstock.com

Mit Instituto SETI verbundene Astronomen haben eine physische Barriere identifiziert, die traditionelle Strategien zur Suche nach außerirdischer Intelligenz beeinträchtigt. Investigações-Details deuten darauf hin, dass das Weltraumwetter um entfernte Sternensysteme die ultraschmalbandigen Funksignale drastisch verändert. Essa-Interferenzen treten auf, lange bevor hypothetische Übertragungen ihr Wirtsplanetensystem in Richtung Terra verlassen können, und verändern die Art und Weise, wie sich die Wellen durch den Weltraum ausbreiten.

Die Verzerrung elektromagnetischer Wellen wird direkt durch turbulentes Plasma verursacht, das durch Sternwinde und intensive koronale Massenauswürfe erzeugt wird. Esses astrophysikalische Ereignisse stellen eine natürliche und konstante Dynamik dar, die auf sehr ähnliche Weise abläuft wie die Sonnenstürme, die unser eigenes System treffen. Die aktuelle Studie quantifizierte diesen Streueffekt und schlug eine radikale Änderung in der heutigen Funktionsweise terrestrischer Radioteleskope vor, die neue Beobachtungsmethoden erfordert.

Unter der Leitung des Astronomen Vishal Gajjar in Zusammenarbeit mit Grayce C. Brown nutzt die wissenschaftliche Arbeit eine umfangreiche Datenbank vergangener Weltraummissionen, um ihre Ergebnisse zu untermauern. Die Analyse beweist, dass künstliche Übertragungen, die ihre Quelle ursprünglich als scharfe und konzentrierte Spitzen verlassen würden, sich aufgrund der Turbulenzen im interstellaren Medium letztendlich über verschiedene Frequenzen ausbreiten. Der Befund zwingt die wissenschaftliche Gemeinschaft dazu, ihre kosmischen Abhörinstrumente neu zu kalibrieren.

Historische Aufzeichnungen interplanetarer Sonden bestätigen neues astrophysikalisches Modell

Um das Ausmaß der Störungen des Weltraumwetters zu verstehen, griff das Wissenschaftlerteam auf Funkaufzeichnungen zu, die von bahnbrechenden Weltraummissionen gesendet wurden, die zwischen 1964 und 1976 gestartet wurden. Der analysierte Datensatz enthält wichtige Informationen, die von den Sonden Mariner 4, Pioneer 6, Helios 1, Helios 2 und Viking gesammelt wurden. Die Wiederherstellung dieser alten Informationen ermöglichte es, eine direkte Parallele zu den Bedingungen in fernen Sternensystemen herzustellen.

Diese historische Ausrüstung ermöglichte direkte Messungen des Verhaltens elektromagnetischer Wellen bei ihrem Durchgang durch das interplanetare Medium unseres Sonnensystems. Die Daten zeigten, dass die spektrale Verbreiterung des Signals kontinuierlich auftritt und sich in Zeiten intensiver Sonnenstürme erheblich verschlechtert. Der Befund bestätigte theoretische Vermutungen über die Verschlechterung von Radiowellen im Vakuum des Weltraums.

Die wichtigsten Beobachtungen kamen von den Sonden der Helios-Serie, die in extrem nahen Umlaufbahnen an der Sonne operierten und Plasmaschwankungen in Echtzeit aufzeichneten. Die Informationen zeigten einen direkten Zusammenhang zwischen der Nähe des emittierenden Sterns und dem Grad der Verzerrung der Radiowelle. Je näher Quanto an der Wärme- und Strahlungsquelle liegt, desto größer ist der Verlust der Integrität des ursprünglichen Signals.

Basierend auf diesen direkten, empirischen Messungen unseres eigenen kosmischen Hinterhofs konnten Forscher komplexe Computersimulationen erstellen. Esses-Modelle sind in der Lage, das Verhalten von Übertragungen in anderen Sternensystemen und in verschiedenen Radiofrequenzbändern vorherzusagen. Mathematische Modellierung ist zum wichtigsten Werkzeug geworden, um zu verstehen, wie außerirdische Nachrichten unsere Detektoren erreichen würden.

Rote Zwerge stellen ein Hindernis für die Erfassung von Nachrichten dar

Sterne vom Typ M, in der wissenschaftlichen Gemeinschaft allgemein als Rote Zwerge bekannt, machen etwa 75 % der gesamten Sternpopulation von Via Láctea aus. Esses Himmelskörper zeichnen sich dadurch aus, dass sie kleiner und kälter als unsere Sonne sind, aber paradoxerweise zeigen sie eine viel heftigere und unvorhersehbarere magnetische und stellare Aktivität. Das Vorherrschen dieser Sterne in der Galaxie macht das Problem der Signalverzerrung bei der Suche nach intelligentem Leben zur Regel und nicht zur Ausnahme.

Diese ständige Instabilität schafft kosmische Umgebungen, in denen der Verbreiterungseffekt des Funksignals oft viel ausgeprägter ist, was die Ausbreitung sauberer Wellen erschwert. Embora Die statistische Wahrscheinlichkeit, dass ein koronaler Massenauswurf genau mit dem Moment einer Übertragung zusammenfällt, beträgt weniger als 3 %. Wenn dieses Ereignis eintritt, kann die Signalverzerrung im Vergleich zu normalen Bedingungen um mehr als das Tausendfache zunehmen. Das Phänomen verwandelt potenziell klare Botschaften in Rauschen, das vom galaktischen Hintergrund nicht zu unterscheiden ist.

Höhere Funkfrequenzen erweisen sich als praktikable Alternative

Angesichts des Szenarios anhaltender Störungen empfahl die Studie den Astronomen, der Überwachung höherer Radiofrequenzen Vorrang einzuräumen. In den oberen Nessas Bändern des elektromagnetischen Spektrums ist die zerstörerische Wirkung von Sternplasma und Sonnenwinden erheblich geringer, sodass die Integrität der Welle erhalten bleibt. Die Änderung des operativen Schwerpunkts zielt darauf ab, die natürliche Barriere der Sternphysik zu überwinden.

Die Übernahme dieser neuen Richtlinien ermöglicht es Suchvorgängen, die tatsächliche Form des Signals, das nach seiner Reise durch das interstellare Vakuum tatsächlich Radioteleskope bei Terra erreicht, genauer zu berücksichtigen. Die Forscher weisen darauf hin, dass die Anpassung des Fokus auf diese spezifischen Bänder die Beobachtungszeit optimiert und die Erfassung nutzloser Daten erheblich reduziert. Durch die richtige Ausrichtung der Geräte wird die Verschwendung von Ressourcen in Frequenzbändern vermieden, in denen eine Erkennung praktisch unmöglich ist.

Berechnungen des Astronomenteams deuten darauf hin, dass Signale, die im 100-Megahertz-Bereich ausgesendet werden, selbst unter typischen und ruhigen kosmischen Bedingungen eine Verbreiterung von bis zu 100 Hertz erfahren können. Prognosen deuten außerdem darauf hin, dass in mehr als 60 % der simulierten Planetensysteme die Verwendung niedrigerer Frequenzen zu noch stärkeren Verzerrungen führt, die die Kommunikation stark beeinträchtigen. Die Mathematik hinter der Wellenausbreitung bestätigt die Notwendigkeit, auf höhere Übertragungskanäle umzusteigen.

Erkennungsalgorithmen erfordern sofortige technologische Aktualisierungen

Die von Instituto SETI verwendeten traditionellen Algorithmen sind seit Jahrzehnten so programmiert, dass sie sich ausschließlich auf extrem schmale Frequenzspitzen konzentrieren, basierend auf der Annahme, dass solche Muster durch natürliche astrophysikalische Prozesse kaum zu erzeugen sind. Das neue mathematische Modell beweist jedoch, dass absichtlich künstliche Signale, selbst wenn sie von einer fortgeschrittenen Zivilisation mit äußerster Präzision erzeugt werden, diese Schmalbandcharakteristik unweigerlich verlieren, wenn sie versuchen, der Heliosphäre ihres Ursprungssystems zu entkommen. Die Essa-Erkennung erzwingt eine vollständige Überprüfung der in der Software konfigurierten Parameter, die derzeit den Himmel nach Anomalien absucht, was eine tiefgreifende Neuprogrammierung der Abhörsysteme erfordert.

Um diese durch die Natur des Kosmos auferlegte Barriere zu überwinden, schlagen Wissenschaftler vor, die Erkennungskriterien aktueller Scan-Software zu erweitern. Die zentrale Idee besteht darin, Systeme darauf zu trainieren, etwas breitere und diffusere Signale zu berücksichtigen und zu analysieren, die in früheren Konfigurationen automatisch als Hintergrundrauschen verworfen wurden. Die Forschung weist darauf hin, dass etwa 70 % der Sternensysteme eine leichte Verbreiterung der Transmissionen verursachen, während die restlichen 30 % schwere Verzerrungen verursachen, die eine Erkennung mit aktuellen Methoden unmöglich machen, was die Anpassung von Verarbeitungsfiltern zu einer dringenden Maßnahme für die Kontinuität der Weltraumforschung macht.

Die Anpassung an Naturphänomene bestimmt die Zukunft der Radioastronomie

Die von den Forschern durchgeführte Arbeit trägt entscheidend dazu bei, die Suche nach Technosignaturen zu verfeinern und theoretische Erwartungen mit der physikalischen und turbulenten Realität stellarer Umgebungen in Einklang zu bringen. Die Erkenntnis, dass der leere Raum zwischen Sternen kein passives Vakuum, sondern ein dynamisches Medium voller Plasma und Strahlung ist, zwingt die wissenschaftliche Gemeinschaft dazu, die Grundlagen der interstellaren Kommunikation zu überdenken. Radioteleskope der nächsten Generation müssen diese Weltraumwettervariablen in ihre Datenverarbeitungsfilter integrieren, um falsch negative Ergebnisse zu vermeiden. Atualmente konzentrieren sich die Forscher weiterhin darauf, noch größere Datenmengen zu sammeln, um die Vorhersagen des mathematischen Modells in zukünftigen Beobachtungen zu testen. Espera Es wird erwartet, dass es mit der kontinuierlichen Verbesserung der Erfassungsinstrumente und der Aktualisierung der Algorithmen der künstlichen Intelligenz zum Scannen des Firmaments möglich sein wird, diese erweiterten Signale vom natürlichen kosmischen Rauschen zu isolieren. Die methodische Anpassung von Essa stellt einen wesentlichen Schritt dar, um sicherzustellen, dass die Menschheit, wenn eine legitime Übertragung die Erdumlaufbahn überquert, über die geeigneten Werkzeuge für ihre korrekte Identifizierung und Dekodierung verfügt und so die Grenzen der Weltraumforschung und des Verständnisses unseres Platzes im Universum erweitert.

Simulationen beschreiben das Verhalten elektromagnetischer Wellen

Die im Rahmen der Studie erstellten detaillierten Simulationen liefern eine neue Karte zum Verständnis, wie sich elektromagnetische Wellen über astronomische Entfernungen verschlechtern. Durch die Anwendung dieser Modelle können Observatorien auf der ganzen Welt ihre Instrumente neu kalibrieren, um nach genauen spezifischen Signaturen zu suchen, die ein verzerrtes Signal hinterlassen würde, nachdem es starke Sternwinde durchquert hat, und so die Chancen einer erfolgreichen Entdeckung bei zukünftigen Weltraumüberwachungskampagnen maximieren.