Неправильные радиоволны: SETI признал, что пришельцев все время слушали не там

Десятилетия радиотелескопы охотятся за одним и тем же участком неба. Это диапазон от 1,42 до 1,66 гигагерц известен у астрофизиков под названием «водяная дыра». Именно там, по общему убеждению, должна вести трансляцию любая уважающая себя внеземная цивилизация.


Однако новое исследование переворачивает эту стратегию с ног на голову. Ученые впервые прочесали миллиметровые и субмиллиметровые волны, до которых раньше руки не доходили, и пришли к неожиданному выводу. Оказалось, что мы могли пропустить сигнал, потому что просто смотрели не в ту сторону радиоспектра.

Но что именно заставило ученых сменить частоту и какие тайны скрывают архивные данные, собранные для совсем других целей?

Почему 70 лет были потрачены зря?

Когда в середине прошлого века астрономы задумались о том, где искать братьев по разуму, они выбрали самый логичный, с человеческой точки зрения, ориентир. Водород и гидроксил — две молекулы, которые при соединении дают воду, — излучают на строго определенных радиочастотах. Промежуток между этими линиями, от 1,42 до 1,66 ГГц, оказался удивительно тихим: здесь почти нет естественных галактических шумов, и любой искусственный сигнал был бы слышен особенно отчетливо.

Ученые рассуждали очень логично: если инопланетная цивилизация достигла технологического уровня, она наверняка знает о фундаментальной роли водорода и гидроксила во Вселенной и выберет этот «водный» коридор для межзвездной связи. Так родилась классическая стратегия SETI, которая на протяжении многих лет направляла все основные обзоры именно в этот узкий частотный коридор. Казалось бы, что может быть надежнее, чем искать там, где природа сама создала идеальный радиотоннель.



С одной стороны, такая логика была безупречной, но с другой — в ней имелся скрытый изъян. Кто сказал, что инопланетный разум мыслит так же, как человеческий? Опять же, технический прогресс на Земле давно вышел за пределы этих частот. Мы сами используем миллиметровые волны для спутниковой связи и астрономических наблюдений, но в поисках искусственного сигнала вообще не заглядывали в этот гигантский пласт спектра. Это то же самое, как потерять что-то на ночной улице, но искать исключительно под фонарем, потому что там светлее. Именно это упущение и решила исправить группа исследователей под руководством аспирантки Манчестерского университета Луизы Мейсон.

Миллиметровые архивы

Вместо того чтобы тратить драгоценное время на новые наблюдения, Мейсон поступила хитрее. Она обратилась к данным, которые комплекс радиотелескопов ALMA в чилийской пустыне Атакама накопил за годы рутинной астрофизической работы. Этот самый мощный радиотелескоп в Южном полушарии был создан для изучения холодного космоса, чтобы «разглядывать» звездные колыбели — облака пыли и газа. Но его сверхчувствительные приемники способны улавливать сигналы в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах, то есть на частотах, значительно превышающих привычную «водяную дыру».



Поэтому Мейсон отобрала четыре архивных наблюдения и просканировала их в поисках узкополосных радиосигналов — тех, что имеют резкую, не свойственную природе спектральную линию. Именно такая линия была бы визитной карточкой искусственного передатчика, а не случайного всплеска пульсара или активного ядра галактики.

Результат, на первый взгляд, оказался нулевым: ни одного техносигнала выше пороговых значений обнаружено не было. Но Мейсон и не ожидала немедленной находки: ее цель была принципиально иной. Она хотела доказать, что высокочастотные радиотелескопы, которые до сих пор игнорировались охотниками за пришельцами, могут стать мощным инструментом в будущих поисках.

Исследование показало, что диапазоны, доступные в третьем приемном блоке ALMA, содержат сотни тысяч потенциальных радиоканалов, которые ранее просто выпадали из поля зрения SETI. Теперь же, когда методика отработана, астрономы могут переиспользовать любые архивные данные с миллиметровых обсерваторий, превращая их в бесплатные и бесконечные охотничьи угодья.

6,1 миллиона новых звезд

Кроме того, в ходе исследования всплыл еще один сюрприз, крайне интересный, надо сказать. Он заставил пересмотреть не только частоту, но и само количество звезд, которые мы уже обследовали.

Когда радиотелескоп наводится на конкретную звезду, его диаграмма направленности неизбежно захватывает и множество соседних светил, которые попадают в поле зрения случайно. Традиционно исследователи SETI учитывали только те объекты, которые были каталогизированы в базе данных Gaia — самом точном звездном атласе на сегодня. Но туда включены далеко не все звезды: самые удаленные или скрытые за пылью в каталог не входят.

Поэтому Луиза Мейсон применила совершенно иной подход. Она использовала модель галактики Безансон. Это сложная математическая симуляция, которая описывает распределение всех возможных звезд в Млечном Пути, включая те, что слишком слабы для прямого наблюдения. Модель позволила оценить реальное количество объектов, попадавших в каждый сеанс наблюдений ALMA, а не только тех, что значились в каталогах.

Как говорится, результат превзошел все ожидания. Когда Мейсон применила свой метод к предыдущему масштабному обзору SETI, включавшему 1327 наведений телескопа, цифры изменились кардинально. Вместо 288 тысяч звезд, учтенных по данным Gaia, галактическая модель показала, что на самом деле эти наблюдения охватывали более 6,1 миллиона светил. Это в 21 раз больше!

Получается, что все эти годы ученые даже не подозревали, что их «побочный улов» содержит колоссальное количество потенциальных обитаемых систем, которые просто не были занесены в официальные реестры. Многие из этих звезд — холодные красные карлики, которые, как известно, могут иметь каменистые планеты в зоне обитаемости, но их крайне трудно обнаружить с Земли из-за слабой светимости.



Это открытие меняет саму статистику поиска. Вместо того чтобы хвастаться обследованием нескольких сотен тысяч систем, астрономы теперь могут с полным правом говорить о миллионах. И пусть в нынешней работе сигналов не нашли, но теперь ясно, что мы искали не там не только в частотном, но и в пространственном смысле. Мейсон отмечает, что сочетание высокочастотных наблюдений с реалистичными галактическими моделями дает гораздо более честную картину того, какую часть Млечного Пути мы действительно прощупали.

И эта картина показывает, что наши прежние оценки были занижены на порядок, а значит, шансы наткнуться на техносигнатуру при следующем же поиске возрастают многократно. Нужно лишь правильно пересчитать цели и не бояться заглядывать в те углы спектра, где раньше никто не искал.