Исследователи из Института SETI опубликовали исследование, которое ставит под сомнение традиционные стратегии поиска внеземного разума. Работа, опубликованная в The Astrophysical Journal, демонстрирует, что космическая погода вокруг звезд искажает сверхузкополосные радиосигналы еще до того, как они покинут свою родную планетную систему. Это открытие может частично объяснить, почему мы до сих пор не обнаружили передачи от развитых цивилизаций космоса.
Искажение происходит из-за турбулентной плазмы, генерируемой звездными ветрами и корональными выбросами массы, явлений, аналогичных наблюдаемым на Солнце. Авторы под руководством астронома Вишала Гаджара и Грейса К. Брауна использовали данные старых космических миссий, чтобы количественно оценить эффект и предложить корректировки в будущих поисках. Исследование открывает новые перспективы того, как искусственные сигналы могут быть изменены во время их путешествия через межзвездное пространство.
Как звездная плазма изменяет радиосигналы
Выявленное явление преобразует сигнал, сконцентрированный на определенной частоте, в более широкое, ослабленное излучение. Это изменение происходит, когда сигнал проходит через турбулентную среду вблизи излучающей звезды. В результате передачи, которые будут выглядеть как резкие всплески, могут быть распределены по нескольким частотам, что затрудняет их обнаружение современными алгоритмами SETI.
Спектральное уширение представляет собой серьезную проблему для традиционных методов обнаружения. Сигналы, которые изначально занимали узкую полосу частот, теперь распределяются по более широкой полосе, снижая свою интенсивность в любой конкретной точке. Этот эффект особенно выражен, когда сигнал проходит вблизи излучающей звезды в периоды интенсивной магнитной активности.
Данные космических зондов подтверждают теоретическую модель
Команда изучила радиосигналы, отправленные такими миссиями, как «Маринер-4», «Пионер-6», «Гелиос-1», «Гелиос-2» и «Викинг», запущенные в период с 1964 по 1976 год. Эти данные показали, что расширение спектра происходит при пересечении межпланетной среды Солнца, с большей интенсивностью в периоды солнечных бурь. Наблюдения с зондов Гелиос, которые работали близко к Солнцу, показали, что искажения увеличиваются по мере приближения сигнала к звезде.
На основе этих прямых измерений исследователи построили модели для других звездных систем и различных диапазонов частот. Результаты подтвердили, что этот эффект характерен не только для Солнечной системы, а является универсальным явлением, которое влияет на любую передачу, проходящую через турбулентную звездную среду. Эта экспериментальная проверка повышает надежность предсказаний модели для удаленных систем.
Красные карлики представляют собой большую проблему для обнаружения
Звезды М-типа, известные как красные карлики, составляют около 75% звезд Млечного Пути. Эти звезды меньше, холоднее и очень активны, создавая среду, в которой эффект расширения сигнала имеет тенденцию быть более выраженным. Хотя вероятность того, что выброс корональной массы точно совпадет с передачей, невелика, менее 3%, при возникновении расширения она может увеличиться более чем в тысячу раз по сравнению с нормальными условиями.
- Сигналы частотой 100 МГц могут быть расширены до 100 Гц в типичных условиях.
- В более чем 60% смоделированных систем более низкие частоты вызывают еще большие искажения.
- Около 70% систем вызывают легкие блики, а 30% — более серьезные искажения.
Более высокие частоты повышают шансы на обнаружение.
Исследование рекомендует отдавать предпочтение более высоким радиочастотам, где воздействие звездной плазмы менее существенно. Кроме того, он предлагает расширить критерии обнаружения, включив в них несколько более широкие сигналы, которые ранее автоматически отбрасывались. Этот подход позволяет исследовать то, что на самом деле достигает Земли после изучения космической погоды других звезд.
Традиционные алгоритмы SETI фокусируются на чрезвычайно узких частотных пиках, поскольку их трудно создать естественным процессам. Однако новая модель показывает, что намеренно искусственные сигналы могут потерять эту характеристику при выходе из исходной системы. Исследование не решает парадокс Ферми, но предлагает механизм, который помогает понять наблюдаемую до сих пор космическую тишину.
Последствия для будущих поисков техносигналов
Расчеты показывают, что эффект уширения имеет место в значительной части звездных систем. В анализируемых условиях большинство звездных сред слегка изменяют сигналы, тогда как меньшая часть вызывает более радикальные изменения. Эти результаты были получены в результате экстраполяции реальных данных, собранных человеческими зондами в Солнечной системе.
Работа способствует совершенствованию поиска техносигналов, адаптации их к физической реальности звездной среды. Исследователи продолжают собирать больше данных, чтобы проверить предсказания модели в будущих наблюдениях радиотелескопа. Понимание этих механизмов искажения прокладывает путь к более сложным и эффективным стратегиям обнаружения в ближайшие годы.