Учёные не обнаружили искусственных радиосигналов в системе TRAPPIST-1

Команда астрономов из Университета Пенсильвании под руководством Ника Тусая провела работу по поиску внеземных радиосигналов искусственного происхождения. С препринтом результатов исследования можно ознакомиться на сайте arXiv.org.

Работа проводилась в рамках программы SETI, целью которой является поиск любых признаков существования внеземных цивилизаций. Одно из направлений – поиск радиосигналов. Искусственные сигналы должны отличаться от естественных более узкой полосой, а если источник находится на планете, то направление на него должно быть дрейфующим по мере вращения планеты вокруг своей звезды. Однако широкий поиск таких сигналов ограничен возможностями технологического развития человечества, поэтому учёные выбирают самые потенциально перспективные объекты для исследования.

Учёные выбрали для изучения систему TRAPPIST-1 и наблюдали за ней суммарно 28 часов в конце октября – начале ноября 2022 года. Использовался радиоинтерферометр Allen Telescope Array и частоты 0,9 - 9,3 ГГц.

Преимущества системы TRAPPIST-1 для поиска радиосигналов

Планетная система TRAPPIST-1 – удобный объект для наблюдений, причём сразу по многим причинам. Во-первых, расстояние до неё сравнительно небольшое – она находится в созвездии Водолея, на удалении 39,5 световых лет от Земли. Во-вторых – звезда этой системы представляет собой типичный красный карлик с умеренной активностью, что благоприятствует наблюдениям в разных диапазонах.

В системе TRAPPIST-1 известно 7 экзопланет, звезда – типичный красный карлик спектрального класса М8.

Третье, и самое главное достоинство TRAPPIST-1, – в системе открыто 7 экзопланет, расположенных довольно близко к звезде, причём 3 из них в условной обитаемой зоне, где возможно существование жидкой воды. Мало того, орбиты планет расположены очень удачно – под малым углом к наблюдателю с Земли, что позволяет отмечать моменты планетных затмений, т.е. когда одна экзопланета закрывает собой другую. Это явление и легло в основу исследования.

То есть, TRAPPIST-1 – это потенциально обитаемая система, где вполне могла зародиться жизнь и даже возникнуть цивилизация, к тому же чрезвычайно удобная для изучения.

Результаты исследований

В основу работы легло явление межпланетных затмений (PPO) и предположение, что цивилизация может не использовать межзвёздную радиосвязь, но между планетами радиосообщение вполне может быть. В таком случае при затмении планет сигнал, переданный с дальней от наблюдателя, перекрывается ближней, и общий радиофон должен измениться.

На запланированный период с помощью программы NbodyGradient было рассчитано 7 явлений PPO. За время наблюдений было зафиксировано 25 миллионов сигналов, но после фильтрации многие были отбракованы и осталось порядка 6 миллионов сигналов. Однако из этого количества было отобрано только 11127 сигналов-кандидатов, остальные были расценены как искусственные помехи разного происхождения, исходящие от Земли, так как их источник на небе не был локализован. В списке полезных оказалось и 2264 сигнала, полученных в наиболее благоприятных условиях во время планетных затмений.

Allen Telescope Array (ATA) – кластер радиотелескопов из 42 единиц, каждый имеет антенну диаметром 6 м. Расположен в США, в 470 км от Сан-Франциско.

В итоге учёные выяснили, что ни один из зафиксированных сигналов не принадлежит инопланетной цивилизации, все они имеют земное или естественное происхождение. Однако было установлено, что эффективная изотропно излучаемая мощность сигнала, исходящая от экзопланеты, которую можно зафиксировать с помощью Allen Telescope Array (ATA), может быть в пределах от 2,17 до 421 тераватт. Поэтому это исследование можно рассматривать и как тестирование предельных возможностей ATA, которые оказались довольно впечатляющими.

И хотя поиск признаков иных цивилизаций в системе TRAPPIST-1 оказался неудачным, это было самое продолжительное радионаблюдение такого плана. Оно показало преимущества использования новейших технологий в программе SETI, и учёные намерены продолжать тенденцию по целенаправленному поиску радиосигналов в мультипланетных системах. Для этого планируется разработать систему более тонкого учёта антропогенных помех и повысить чувствительность оборудования.