科学家们设计了一种新技术,用于寻找和审查来自银河系其他文明的可能无线电信号,这是寻找外星智慧生物(SETI)的一项重大进展,将大大增强人们对未来探测外星生命的信心。

当外星人打来电话时我们能确定自己没有被欺骗吗

当今大多数SETI搜索都是通过地球射电望远镜进行的,这意味着任何地面或卫星无线电干扰(从星链卫星到手机、微波炉甚至汽车发动机)都可能产生模仿外部文明技术特征的无线电信号。我们的太阳系。自1960年第一个专门的SETI计划启动以来,此类误报曾引发过希望,然后又让希望破灭。

目前,研究人员通过将望远镜指向天空中的不同位置来审查这些信号,然后多次返回最初检测到信号的地点,以确认它不是一次性的。即便如此,信号也可能是地球上产生的奇怪信号。

这项新技术由加州大学伯克利分校突破聆听项目的研究人员开发,可检查信号确实穿过星际空间的证据,从而消除该信号仅仅是来自地球的无线电干扰的可能性。

BreakthroughListen是最全面的SETI搜索,它利用射电望远镜监测北部和南部的天空,寻找技术特征。它还瞄准了银河系平面上的数千颗恒星,这是文明可能发射信号的方向,特别关注银河系的中心。

BreakthroughListen的首席研究员兼伯克利SETI研究中心(BSRC)主任安德鲁·西米恩(AndrewSiemion)表示:“我认为这是无线电SETI长期以来最大的进步之一。”伯克利SETI研究中心(BSRC)运营着世界上运行时间最长的SETI计划。“这是我们第一次拥有一种技术,如果我们只有一个信号,就有可能让我们从本质上将其与射频干扰区分开来。这真是太神奇了,因为如果你考虑像哇!信号这样的东西,这些通常是一次性的。”

西米恩指的是1977年俄亥俄州射电望远镜观测到的著名的72秒窄带信号。发现这个信号的天文学家写道:“哇!”在数据打印输出上以红色墨水显示。此后一直没有观察到该信号。

“第一次ET检测很可能是一次性的,我们只能看到一个信号,”西米恩说。“如果信号不重复,我们对此无话可说。显然,最可能的解释是射频干扰,就像对哇!信号最可能的解释一样。有了这个新的技术和仪器能够以足够的保真度记录数据,这样你就可以看到星际介质(ISM)的影响,这是非常强大的。”

加州大学伯克利分校研究生BryanBrzycki今天(7月17日)在《天体物理学杂志》上发表的一篇论文描述了这项技术;西米恩;Brzycki的论文导师ImkedePater、加州大学伯克利分校天文学名誉教授;以及康奈尔大学和加利福尼亚州山景城SETI研究所的同事。

Siemion指出,未来,BreakthroughListen将在其SETI观测期间采用所谓的闪烁技术以及天空定位,包括使用西弗吉尼亚州的GreenBank望远镜(世界上最大的可操纵射电望远镜)和MeerKAT南非的阵列。

区分ET信号

60多年来,SETI研究人员一直在扫描天空,寻找与恒星和超新星等灾难性事件的典型无线电发射不同的信号。一个关键的区别是,自然宇宙无线电波源产生广泛的波长,即宽带无线电波,而像我们这样的技术文明则产生窄带无线电信号。想想静态无线电与调频调频电台。

由于地球上人类活动产生的窄带无线电爆发的巨大背景,寻找来自外太空的信号就像大海捞针一样。到目前为止,尚未证实来自太阳系外的窄带无线电信号,尽管BreakthroughListen在2020年发现了一个有趣的候选信号(称为BLC1)。Siemion说,后来的分析确定这几乎肯定是由于无线电干扰造成的。

然而,西米恩和他的同事们意识到,来自地外文明的真实信号应该表现出通过ISM所产生的特征,这有助于区分地球和太空无线电信号。过去的研究描述了星际介质中的冷等离子体(主要是自由电子)如何影响脉冲星等无线电源的信号,天文学家现在对ISM如何影响窄带无线电信号有了很好的了解。这些信号的幅度往往会随着时间的推移而上升和下降——也就是说,它们会闪烁。这是因为信号被介入的冷等离子体轻微折射或弯曲,因此当无线电波最终通过不同路径到达地球时,电波会产生正面和负面的干扰。

我们的大气层也会产生类似的闪烁或闪烁,从而影响恒星发出的光的针刺感。行星不是点光源,不会闪烁。

Brzycki开发了一种计算机算法,可作为Python脚本使用,该算法可以分析窄带信号的闪烁,并剔除那些在不到一分钟的时间内变暗和变亮的信号,表明它们已经通过了ISM。

德佩特说:“这意味着我们可以使用经过适当调整的管道来明确识别来自遥远来源的人工发射与地面干扰。”“此外,即使我们没有使用这种技术来寻找信号,在某些情况下,这种技术也可以确认来自遥远来源的信号,而不是本地信号。这项工作代表了第一种超越现有技术的信号确认新方法。无线电SETI历史上的空间再观测滤波器。"

布日茨基目前正在西弗吉尼亚州的绿岸望远镜进行射电观测,以表明该技术可以快速清除地球上的无线电信号,甚至可能检测窄带信号中的闪烁——这是一种技术签名候选者。

“也许我们可以在个体观察中识别这种效应,并看到衰减和变亮,并实际上说信号正在经历这种效应,”他说。“这是我们现在可用的另一个工具。”

该技术仅适用于距地球约10,000光年以上的信号,因为信号必须穿过足够多的ISM才能表现出可检测到的闪烁。任何源自附近的信号(例如BLC-1信号似乎来自我们最近的恒星比邻星)都不会表现出这种效应。