K2-18b — это так называемый гикеанский мир, расположенный на расстоянии 124 св. лет от нас. По массе планета являет собой нечто среднее между Землей и небольшим газовым гигантом. Исследователей интересует, может ли на ней существовать жизнь.
Первостепенная цель для SETI
Если вы следили за исследованиями экзопланет в последние несколько лет, то наверняка слышали о K2-18b. Расположенная за 124 световых года в созвездии Льва, она привлекла к себе много внимания, поскольку находится прямо в зоне пригодности для жизни своей красной карликовой звезды, а измерения космического телескопа James Webb показывают, что ее атмосфера богата углекислым газом и метаном. Это одна из главных кандидаток на звание «гидрогенного» мира — мира, где густая атмосфера, богатая водородом, покрывает глобальный океан жидкой воды.
Это настолько интересная цель для исследователей из проекта «Поиск внеземного разума» (SETI), что они направили два самых мощных радиотелескопа в мире на наблюдение за системой K2-18b. Недавняя статья, доступная на сервере препринтов arXiv, показывает, что, несмотря на миллионы потенциальных совпадений, с этой планеты, вероятно, не поступают искусственные узкополосные радиосигналы, эквивалентные нашему уровню технологий.
Прослушивание радиотелескопами
Для сбора данных, необходимых для обработки, был задействован не только Очень большой массив Карла Г. Янского (VLA) в Нью-Мексико, но и радиотелескоп MeerKAT в Южной Африке. Это два самых мощных радиотелескопа на планете, и такая их координация в рамках наблюдательной кампании является чрезвычайно редким явлением.
Но для этой работы важно было не только физическое оборудование. «Канал передачи данных», как астрономы называют программные фильтры и логику, применяемые после сбора данных, не менее важен, особенно в радиоастрономии. Сигналы, поступающие с Земли, являются источником подавляющего большинства радиосигналов, которые принимают эти телескопы, а современные алгоритмы фильтрации, такие как система Commensal Open-Source Multi-Mode Interferometer Cluster, которую использовал VLA, и система Breakthrough Listen User Supplied Equipment (BLUSE), которую использовал MeerKAT, являются важными элементами любой современной программы радиоастрономии.
Система фильтрации радиосигналов
Однако логика такой фильтрации все еще остается ответственностью людей, участвующих в процессе. В статье описано пять различных ограничений, которые они наложили на данные для отбора потенциальных техносигнатур инопланетян. Первым было маскирование радиочастотных помех — по сути, они удалили все данные из сигналов, которые попадали в диапазоны частот, что, как известно, были сильно загрязнены земными помехами. Если инопланетяне общались на этих каналах, нам придется использовать какой-то другой метод — например, радиотелескоп на обратной стороне Луны — чтобы их услышать.
Эффекты Доплера, такие как те, которые изменяют звук сирены скорой помощи, когда она приближается или проезжает мимо вас, еще более заметны, когда сигнал проходит между планетами. Любой сигнал, который практически не имел эффекта Доплера, был сразу отвергнут, поскольку он мог исходить только с Земли. Пожалуй, самым спорным логическим выбором фильтрации было исключение всех сигналов с отношением сигнал / шум менее 10 или более 100. Хотя это позволило исключить чрезвычайно слабые ложные положительные результаты, а также сильные артефакты инструментальных данных, которые обычно наблюдаются только в одной антенне, это также могло исключить относительно слабые реальные сигналы.
Другой техникой фильтрации является использование многолучевого анализа. В этом случае телескопы образовывали когерентные «лучи» по всему небу, один из которых был направлен непосредственно на K2-18b, а другой — в другое место. В таких случаях сигнал, поступающий с экзопланеты, появлялся бы только в луче, направленном непосредственно на нее, тогда как земные помехи проникают одновременно в несколько лучей. Окончательная проверка, которая не была необходима из-за сроков проведения исследования, — это фильтрация транзита. Любой сигнал, поступающий от K2-18b, должен исчезать, когда планета проходит за своей материнской звездой, но поскольку во время наблюдения такого «вторичного транзита» не произошло, фильтрация не была необходима.
Положительный результат исследования в любом случае
Короче говоря, несмотря на миллионы потенциальных сигналов в течение всего периода наблюдения, ни один из них не прошел эти фильтры. В узкополосном радиоспектре от K2-18b не было обнаружено никаких однозначных техносигнатур. Хотя это может показаться разочарованием, именно такого рода вещи необходимы науке для прогресса. Тщательно сканируя планету и не находя ничего, они могут установить «верхние пределы» мощности передатчика из этой системы — с точки зрения мощности, это будет что-то эквивалентное разрушенному радару Аресибо в Пуэрто-Рико. Если там есть цивилизация, она, безусловно, не кричит к нам с чего-то большего, чем этот уровень радиотелескопа.
Однако, пожалуй, самым важным результатом является подтверждение концепции их автоматизированной системы фильтрации. Обработка миллионов сигналов, обнаруженных двумя телескопами, вручную была бы практически невозможна. Итак, когда появятся еще большие радиотелескопы, такие как Square Kilometer Array, эти технологии будут готовы помочь другим исследованиям разобраться в массе собранных данных. Хотя планета K2-18b сегодня может быть тихой, мы будем продолжать совершенствовать наши возможности слушать, если она когда-нибудь начнет с нами общаться.
По материалам phys.org
