Η ομάδα του SETI με την αποστολή εύρεσης πλανητών θα μπορούσε να προαναγγέλλει μια σημαντική ανακάλυψη στην αναζήτηση εξωγήινης ζωής

Οι δυνητικά κατοικήσιμοι πλανήτες που ανακαλύφθηκαν από το διαστημόπλοιο TESS της NASA γίνονται στόχοι για το SETI, την αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης, χάρη σε μια νέα συνεργασία μεταξύ των επιστημόνων του TESS και της πρωτοβουλίας Breakthrough Listen.

Το TESS, ο Transiting Exoplanet Survey Satellite, είναι ο διάδοχος της φανταστικά επιτυχημένης αποστολής Kepler, η οποία βρήκε συνολικά 2.717 επιβεβαιωμένους εξωπλανήτες και άλλους 3.312 σε αναμονή επιβεβαίωσης, κυρίως σε τροχιά γύρω από αστέρια μακριά.

Η τεράστια απόσταση από τους περισσότερους από τους πλανήτες του Κέπλερ καθιστά τη μελέτη αυτών των πλανητών με περισσότερες λεπτομέρειες –ή, μάλιστα, την αναζήτηση ή την ακρόαση σημάτων από οποιαδήποτε τεχνολογική κοινωνία πάνω τους– πιο δύσκολη.

Το TESS, ωστόσο, ερευνά τα φωτεινότερα και πλησιέστερα αστέρια στον νυχτερινό ουρανό, τα οποία θα πραγματοποιήσουν επακόλουθες παρατηρήσεις των 10.000 εξωπλανητών που η αποστολή αναμένεται να βρει πολύ πιο εύκολα.

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με το κυνήγι της εξωγήινης ζωής:

• Πώς οι συνθετικές ατμόσφαιρες θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να κυνηγήσουμε εξωγήινη ζωή
• Υπάρχει ζωή στον Κόκκινο Πλανήτη; Εδώ είναι τι γνωρίζουμε

Μεταξύ αυτών των 10.000 πλανητών είναι πιθανό να είναι 50-100 βραχώδεις πλανήτες στις κατοικήσιμες ζώνες των αστεριών τους. Το να βρίσκεστε στην κατοικήσιμη ζώνη δεν σημαίνει απαραίτητα ότι τέτοιοι κόσμοι θα είναι κατοικήσιμοι:ορίζεται απλώς ως η απόσταση από ένα αστέρι που ένας πλανήτης με ατμόσφαιρα παρόμοια με τη Γη θα μπορούσε να διατηρήσει θερμοκρασίες κατάλληλες για υγρό νερό στην επιφάνειά του.

Για παράδειγμα, μπορεί να μην έχουν ατμόσφαιρα, ή να έχουν λάθος τύπο ατμόσφαιρας ή να βομβαρδίζονται με υπερβολική ακτινοβολία. Ωστόσο, παρά τις ασάφειες, οι πλανήτες που θα μπορούσαν δυνητικά να είναι κατοικήσιμοι για ζωή όπως τη γνωρίζουμε αποτελούν καλά σημεία εκκίνησης για το SETI.

Ακτίνες ραδιοφώνου και λέιζερ

Το σύγχρονο SETI ξεκίνησε το 1960, όταν ο αστρονόμος Frank Drake πραγματοποίησε το Project Ozma, το οποίο ήταν η πρώτη αναζήτηση εξωγήινων ραδιοφωνικών σημάτων. Το ραδιόφωνο είχε αναγνωριστεί ως ένα πολλά υποσχόμενο μέσο διαστρικής επικοινωνίας το προηγούμενο έτος, από τους αστρονόμους Philip Morrison και Giuseppe Cocconi, οι οποίοι έγραψαν μια σημαντική εργασία σχετικά με αυτό που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature .

Το ραδιόφωνο έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να περάσει τόσο από τη διαστρική σκόνη όσο και από την ατμόσφαιρά μας για να φτάσει στα ραδιοτηλεσκόπια στο έδαφος χωρίς να απορροφηθεί. Βοήθησε επίσης ότι το 1959–60, η ραδιοεπικοινωνία ήταν μια ώριμη τεχνολογία, ενώ το λέιζερ είχε μόλις εφευρεθεί από τον Τσαρλς Τάουνς.

Σήμερα, ωστόσο, το SETI περιλαμβάνει μια ποικιλία μεθόδων αναζήτησης, συμπεριλαμβανομένων ραδιοφωνικών και οπτικών αναζητήσεων που αναζητούν παλμικά λέιζερ υψηλής ισχύος που μπορούν να λάμπουν πιο φωτεινά από ένα αστέρι.

Αυτά τα λέιζερ δεν είναι επιστημονικής φαντασίας – έχουμε λέιζερ στη Γη που μπορούν να λάμπουν τόσο δυνατά για τρισεκατομμύρια του δευτερολέπτου, όπως το λέιζερ 5,2 petawatt στο Shanghai Superintense Ultrafast Laser Facility, το οποίο είναι το πιο ισχυρό λέιζερ στον κόσμο.

Η αναζήτηση τόσο για ραδιοφωνικά όσο και για οπτικά σήματα επιταχύνεται από το 2016, με την έναρξη του έργου Breakthrough Listen SETI, το οποίο χρηματοδοτείται με ποσό 15 εκατομμυρίων δολαρίων ετησίως από το Breakthrough Foundation του φιλάνθρωπου Yuri Milner.

Αναζητείται διαρροή

Το TESS ανιχνεύει εξωπλανήτες παρακολουθώντας τις «διελεύσεις» τους – δηλαδή τη βύθιση του αστρικού φωτός όταν ένας πλανήτης διέρχεται ή κινείται κατά μήκος της όψης του άστρου του όπως φαίνεται από τη Γη. Αυτό εξαρτάται από μια πολύ συγκεκριμένη ευθυγράμμιση – πρέπει να βλέπουμε το εξωπλανητικό σύστημα από άκρη σε άκρη στο επίπεδο της τροχιάς ενός εξωπλανήτη για να μπορούμε να τον δούμε τη διέλευση του.

Ο Andrew Siemion, ο οποίος ηγείται της επιστημονικής ομάδας του Breakthrough Listen στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, λέει ότι αυτή η ευθυγράμμιση είναι στην πραγματικότητα ένα μεγάλο πλεονέκτημα για το SETI.

«Γνωρίζουμε από τις δικές μας ανθρώπινες δραστηριότητες ότι η εξερεύνηση του πλανητικού συστήματος ενός πολιτισμού έχει ως αποτέλεσμα υπερβολική ηλεκτρομαγνητική διαρροή μέσα σε αυτό το επίπεδο», λέει.

Το Siemion δεν αναφέρεται σε διαρροή ραδιοφώνου από τηλεοπτικά σήματα, για παράδειγμα, καθώς αυτά θα ήταν πολύ αδύναμα για να είναι ανιχνεύσιμα. Ο Seth Shostak, ο οποίος είναι ο ανώτερος αστρονόμος στο Ινστιτούτο SETI στην Καλιφόρνια, υπολόγισε ότι αν το περίφημο ραδιοτηλεσκόπιο Arecibo τοποθετούνταν στο άλφα του Κενταύρου, 4,3 έτη φωτός μακριά, δεν θα ήταν σε θέση να ανιχνεύσει τη διαρροή της τηλεόρασης της Γης.

Επιπλέον, έχει δείξει ότι μια εξωγήινη κοινωνία θα απαιτούσε ένα ραδιοτηλεσκόπιο με μια περιοχή στο μέγεθος του μητροπολιτικού Σικάγου για να ανιχνεύσει τη διαρροή της τηλεόρασης της Γης σε αποστάσεις εκατοντάδων ετών φωτός (για την ιστορία, η διαρροή μας δεν έχει ταξιδέψει ακόμη τόσο μακριά - Η μετάδοση των Ολυμπιακών Αγώνων του 1936 θα πρέπει να περνάει από τα κύρια αστέρια του αστερισμού της Μεγάλης Άρκτου, που βρίσκονται 80–85 έτη φωτός μακριά, μέχρι τώρα).

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με την επαφή με την εξωγήινη ζωή:

• Μήνυμα προς τον ET:47 εικόνες από το Voyager Golden Record
• Επαφή με εξωγήινους:μια σύντομη ιστορία εξωγήινων γλωσσών
• Πρώτη επαφή:τι γίνεται αν βρούμε εξωγήινη ζωή;

Αντίθετα, το Siemion μιλάει για τα υψηλής ισχύος ραδιοφωνικά σήματα που μεταδίδουμε στα διαστημόπλοια που εξερευνούν τους άλλους πλανήτες του Ηλιακού μας Συστήματος και για τις μεταδόσεις ραντάρ που χρησιμοποιούνται για την έρευνα αστεροειδών κοντά στη Γη ή για τη χαρτογράφηση των επιφανειών της Αφροδίτης ή του Ερμή.

Η λογική είναι ότι εάν υπάρχουν τεχνολογικές κοινωνίες σε πλανήτες που ανακαλύφθηκαν από το TESS, τότε και αυτές μπορεί να εξερευνούν το πλανητικό τους σύστημα με τον ίδιο τρόπο που κάνουμε εμείς ή να επικοινωνούν με άλλο τρόπο μεταξύ των κόσμων στο σύστημά τους, και ως εκ τούτου να λαμβάνουμε τις ραδιοφωνικές μεταδόσεις τους και ακτίνες ραντάρ.

"Παρατηρώντας άλλα συστήματα που είναι αιχμηρά σε σχέση με τη Γη, μπορούμε να αυξήσουμε δραματικά την πιθανότητα ανίχνευσης διαρροής από άλλους πολιτισμούς", λέει ο Siemion.

Υπάρχουν επιφυλάξεις σε αυτό. Οι δέσμες ραντάρ που χρησιμοποιούμε για να αναζητήσουμε αστεροειδείς τείνουν να είναι μεμονωμένα γεγονότα, παρά ένα επαναλαμβανόμενο, μακροπρόθεσμο μοτίβο σημάτων σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Εν τω μεταξύ, οι μεταδόσεις σε ένα διαστημόπλοιο που εξερευνά έναν άλλο πλανήτη θα σταλούν σε διαφορετικές κατευθύνσεις σε σχέση με τα αστέρια του φόντου καθώς ο πλανήτης περιστρέφεται γύρω από το αστέρι του.

Αυτό θα καθιστούσε προβληματική την επιβεβαίωση μιας ανακάλυψης, καθώς μπορεί να λάβουμε μόνο μία ραδιοφωνική ριπή προς την κατεύθυνση μας, και ένας από τους χρυσούς κανόνες του SETI είναι ότι ένα σήμα πρέπει να επαναλαμβάνεται για να ληφθεί σοβαρά υπόψη, διαφορετικά καταλήγουμε σε άλυτα μυστήρια , όπως το Wow του 1977! σήμα.

Επιπλέον, τα σήματα ραντάρ δεν περιέχουν εγγενή δεδομένα, επομένως δεν θα μεταφέρουν μήνυμα. Ωστόσο, εάν ανιχνευθεί μια ανώμαλη έκρηξη ισχυρών ραδιοκυμάτων από έναν πλανήτη TESS, σίγουρα θα μας ωθούσε να κοιτάξουμε πιο προσεκτικά και να δούμε αν μπορούμε να ανιχνεύσουμε άλλα, ίσως πιο αμυδρά, σήματα.

Technosignatures

Η ακρόαση ραδιοφωνικών σημάτων είναι μια πολύ τυπική δραστηριότητα του SETI, αλλά το 2015 υπήρξε μια ανακάλυψη που βοήθησε στην έναρξη μιας νέας εποχής αναζήτησης τεχνολογιών, η οποία είναι μια φράση που αναφέρεται στην εξωγήινη τεχνολογία γενικά.

Πολίτες επιστήμονες που εξέτασαν δεδομένα από την αποστολή Kepler στον ιστότοπο Planet Hunters βρήκαν ένα αστέρι με μια παράξενη ακολουθία διελεύσεων. Δεν υπήρχε μοτίβο σε αυτά και οι διελεύσεις διέφεραν σε μέγεθος - σε ένα σημείο το ένα τέταρτο του φωτός του αστεριού ήταν μπλοκαρισμένο!

Ονομάστηκε Boyajian's Star, από τον αστρονόμο Tabetha Boyajian του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Λουιζιάνα, τώρα γνωρίζουμε ότι οι διελεύσεις προκαλούνται από γιγάντιες συστάδες σκόνης, αλλά για κάποιο διάστημα θεωρήθηκε ότι οι διελεύσεις θα μπορούσαν να προκληθούν από μια εξωγήινη μεγαλοδομή, όπως μια ημιτελής σφαίρα Dyson.

Διαβάστε περισσότερα για την εξωγήινη ζωή:

• Πώς θα ήταν στην πραγματικότητα η εξωγήινη ζωή;
• ‘Oumuamua:Γιατί πιστεύαμε ότι ήταν εξωγήινοι;
• Οι παράξενοι κόσμοι της εξωγήινης ζωής θα μπορούσαν ενδεχομένως να επιβιώσουν

Οι τεχνοϋπογραφές είχαν εξεταστεί από τους επιστήμονες του SETI στο παρελθόν. Ο θρυλικός φυσικός Freeman Dyson ανέπτυξε την ιδέα του για τη σφαίρα Dyson, η οποία οραματίστηκε ένα σμήνος συλλεκτών ηλιακής ενέργειας να περιβάλλει ένα αστέρι το 1960.

Αργότερα, το 2005, ο Γάλλος αστρονόμος Luc Arnold πρότεινε πώς μια τεχνολογική εξωγήινη κοινωνία μπορεί να κατασκευάσει γιγάντιες γεωμετρικές δομές σε τροχιά –πυραμίδες, κύβοι, δακτύλιοι, δωδεκάεδρα– που θα παρήγαγαν μια χαρακτηριστική βουτιά στο φως ενός αστεριού όταν διέρχονται που θα αναγνωρίσουμε, ως τρόπο επικοινωνίας της ύπαρξής τους.

Ωστόσο, παρόλο που το Boyajian’s Star αποδείχτηκε ότι δεν ήταν τεχνολογική υπογραφή, η προσοχή που έλαβε τόσο από την επιστημονική κοινότητα όσο και από τα μέσα ενημέρωσης συνέβαλε στο να αυξηθεί το ενδιαφέρον για την ιδέα της αναζήτησης τεχνικών υπογραφών αυτού του είδους.

Μηχανική εκμάθηση

Ένας τρόπος για να το κάνετε αυτό είναι να χρησιμοποιήσετε τη μηχανική εκμάθηση για τη μελέτη δεδομένων συγκοινωνίας. Οι «αλγόριθμοι ομαδοποίησης» μπορούν να σχεδιαστούν για να συγκεντρώνουν αντικείμενα με παρόμοιες ιδιότητες – αυτοί θα είναι οι τυπικοί διερχόμενοι πλανήτες σας, ή ίσως αστέρια με μάστιγα από αστρικές κηλίδες ή επισκιάζοντας δυαδικά αστέρια, οτιδήποτε μπορεί να προκαλέσει πτώση του φωτός ενός αστεριού. Τα αντικείμενα που δεν ταιριάζουν σε αυτές τις ομάδες θα μπορούσαν να θεωρηθούν ως ακραία σημεία, που πιθανότατα υποδηλώνουν κάτι νέο.

«Μας ενδιαφέρουν περισσότερο οι αλγόριθμοι που αναζητούν γενικές ανωμαλίες – δηλαδή οποιαδήποτε φωτομετρική συμπεριφορά που δεν αναμένεται», λέει ο Siemion. Μερικές φορές μπορεί να βρεθεί ότι ένα ακραίο στοιχείο είναι το αποτέλεσμα ενός νέου ή απροσδόκητου φυσικού φαινομένου, όπως ήταν το αστέρι του Boyajian.

Άλλες φορές, η ανωμαλία μπορεί να είναι αποτέλεσμα μιας ιδιορρυθμίας του ίδιου του οργάνου παρατήρησης, γι' αυτό είναι σημαντικό να μπορούμε να συνεργαζόμαστε απευθείας με επιστήμονες του TESS, λέει ο Siemion, επειδή γνωρίζουν το όργανό τους καλύτερα από τον καθένα και θα μπορούν να το αναγνωρίσουν τέτοια τεχνουργήματα οργάνων.

Φυσικά, υπάρχει επίσης η ελπίδα ότι ένα ή δύο ακραία σημεία μπορεί να αποδειχθούν καλή εξωγήινη τεχνολογία. Αν και οι πιθανότητες είναι μικρές να βρούμε οτιδήποτε, δεν θα μάθουμε μέχρι να το ψάξουμε και ένα υποπροϊόν της αναζήτησης μπορεί να είναι η ανακάλυψη νέων φυσικών φαινομένων, όπως στην περίπτωση του Boyajian's Star.

Οι εργασίες για τη συνεργασία έχουν ήδη ξεκινήσει, με την ομάδα παρατηρητηρίων του Breakthrough Listen να παρακολουθεί τις ανακαλύψεις που έγιναν από την TESS.

Μεταξύ των δεκατριών παρατηρητηρίων που συμμετέχουν στην έρευνα είναι ραδιοτηλεσκόπια όπως το Allen Telescope Array και το Green Bank Telescope στις Ηνωμένες Πολιτείες, το τηλεσκόπιο Lovell στην Jodrell Bank στο Ηνωμένο Βασίλειο και το τηλεσκόπιο πεντακοσίων μέτρων (FAST) στην Κίνα. που είναι το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο ενός πιάτου στον κόσμο.

Στη συνέχεια, υπάρχει η αναζήτηση για οπτικά σήματα λέιζερ, που περιλαμβάνει τη συστοιχία τηλεσκοπίων VERITAS στην Αριζόνα, στη Χαβάη και το Automated Planet Finder στο Lick Observatory στην Καλιφόρνια.

Χάρη στο Breakthrough Listen, καθώς και στον αυξανόμενο αριθμό ανακαλύψεων εξωπλανητών, η έρευνα SETI αρχίζει πραγματικά να απογειώνεται. «Το ενδιαφέρον για τον τομέα του SETI σίγουρα αυξάνεται, τόσο στις ΗΠΑ όσο και διεθνώς», λέει ο Siemion.

Αν και οι πιθανότητες επιτυχούς ανίχνευσης εξακολουθούν να είναι στοιβαγμένες εναντίον μας, δεδομένου του τεράστιου αριθμού αστεριών για αναζήτηση στον Γαλαξία, αργά αλλά σίγουρα το ET εξαντλείται από μέρη για να κρυφτεί.

Το παράδοξο της επαφής:αμφισβητώντας τις υποθέσεις μας στην αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης από τον Keith Cooper κυκλοφορεί τώρα (£18,99, Bloomsbury).