5 Minutės
Kaip planetinės komunikacijos sukuria tarpžvaigždines radijo pėdsakus
Kosminės misijos remiasi didelės galios radijo transliacijomis, kurios leidžia valdyti erdvėlaivius, nurodyti marsaeigius ir gauti mokslinius duomenis. Kai valdytojai siunčia komandas — pavyzdžiui, liepia Marsą tyrinėjančiam marsaeigiui pasukti arba orbitiniam zondui persiorientuoti instrumentą — šie radijo spinduliai yra nutaikyti į Saulės sistemos taikinius. Ne visa perduota energija būna sugerta ar atspindėta numatytų erdvėlaivių; dalis signalo pereina pro tikslą ir plečiasi į kosmosą kaip vis didesnė radijo bangų plėvelė.
Neseniai Pensilvanijos valstijos universiteto mokslininkų, bendradarbiaujant su NASA Jet Propulsion Laboratory, atlikta analizė nagrinėjo dešimtmečius trunkančius NASA Deep Space Network (DSN) transliacijų žurnalus — globalų antenų tinklą, naudojamą ryšiui su zondais už Žemės orbitos. Kadangi planetos apsisuka maždaug toje pačioje plokštumoje (ekliptikoje), tyrimas rodo, kad imtuvas, esantis palei tos plokštumos pakraštį, turi didesnę tikimybę nei atsitiktinis stebėtojas perimti dalį šių nukreiptų komunikacijų. Tyrėjai vertina, kad esama reikšminga tikimybė — ypač stebėtojui, išsidėsčiusiam Žemės ir Marso vienoje linijoje — būti bent vienos mūsų tarpplanetinės transliacijos kelyje per pastaruosius du dešimtmečius.
Kodėl išsidėstymas ir artumas svarbūs
Saulės sistemos geometrija sutelkia daug kasdienių transliacijų į santykinai siaurą juostą. Jei nežemiška civilizacija (ETI) yra šalia šios juostos, ypač kelių dešimčių šviesmečių atstumu, ji turi didesnę galimybę aptikti mūsų radijo nutekėjimą. Tyrimas nurodo maždaug 23 šviesmečių spindulį kaip praktišką atstumą, kuriame DSN eros transliacijas galėtų aptikti pakankamai jautrus imtuvas. Pinchen Fan, Penn State astronomas, vadovavęs daliai analizės, pažymi, kad kai Žemė ir Marsas išsirikiuoja iš tolimos perspektyvos, tikimybė atsidurti transliacijos kūgio viduje žymiai išauga, palyginti su atsitiktine vieta erdvėje.
Deep Space Network žurnalai ir signalų modeliai
Analizuodami DSN elektroninius žurnalus ir atkurdami nukreipimų istorijas, komanda sudarė žemėlapį, kur ir kada koncentrinė radijo energija buvo siunčiama per vidinę Saulės sistemą. DSN veikia didelės galios režimu keliuose dažnių diapazonuose ir palaiko ilgalaikes sekimo sesijas; šie faktoriai gali pratęsti nukreiptų transliacijų erdvinį pasiekiamumą ir suformuoti siaurus koridorius, kuriuose signalo stiprumas viršija foninius lygius.
Ilustracija, rodanti, kur nukreipiame radijo signalus per Saulės sistemą
Apverčiant problemą: stebėjimo strategija SETI
Tą patį įžvalgą galima apversti: taip, kaip ETI galėtų išgirsti mūsų planetines komunikacijas, mes galime ieškoti kitų civilizacijų, ieškodami panašių požymių. Jei svetima visuomenė tiria ar bendrauja su planetomis savo sistemoje, jų transliacijos taip pat bus sutelktos planetų plokštumoje. Iš Žemės geriausia galimybė užfiksuoti tokį nutekėjimą būtų nukreipti stebėjimus į netolimas žvaigždžių sistemas, kur dvi ar daugiau planetų tranzituoja ir todėl yra išsirikiavusios kraštiniu kampu link mūsų. Tokios stebėjimo kampanijos galėtų atskleisti siaurajuostes arba periodiškas radijo emisijas, susijusias su tarpplanetinėmis operacijomis.
Praktinė kliūtis ta, kad daugplanetinių sistemų, nustatytų tranzitų metodu, katalogas dar yra ribotas. Egzoplanetų aptikimo apžvalgos per pastaruosius du dešimtmečius pagreitėjo, tačiau daug sistemų su keliomis tranzituojančiomis planetomis vis dar nežinomos. Artėjantys observatoriniai projektai keis šią padėtį: Nancy Grace Roman Space Telescope tikimasi žymiai išplės žinomų egzoplanetų populiaciją, padidindama kandidatinių sistemų skaičių, kuriose galėtų būti taikomos geometrijai pagrįstos paieškos strategijos.
Pasekmės SETI ir kosmoso politikai
Šis požiūris perorientuoja dalį Nežemiškos Intelekto Paieškos (SETI) nuo atsitiktinių dangaus apžvalgų link geometrijos informuojamo tikslinio strategavimo. Jis taip pat pabrėžia, kad žmonių kosminės veiklos sukuria aptinkamus šalutinius produktus — vadinamąjį radijo nutekėjimą — kurie galėtų išduoti technologiškai aktyvias planetas stebėtojams turint tinkamus instrumentus. Šis rezultatas nereiškia artimo kontakto; jis kiekybiškai parodo geometrinį pranašumą ir nurodo konkrečias stebėjimo strategijas.
"Šis tyrimas išryškina paprastą, bet stiprią idėją: planetų išdėstymas gali sutelkti vietas, kur technosignatūros yra labiausiai aptinkamos," sako dr. Amina Rios, astrofizikė, tyrinėjanti egzoplanetų aptikimo strategijas. "Taikant tyrimus į netolimas sistemas su žinomais tranzituojančiais planetomis galima padidinti paieškos efektyvumą. Tuo pačiu metu būtina tobulinti mūsų erdvėlaivių transliacijų ir foninio radijo triukšmo modelius, kad realistiškai įvertintume aptinkamumą."
Išvada
Nukreiptos komunikacijos su erdvėlaiviais sukuria siaurus koridorius padidintos radijo emisijos, kurie išlieka sklindami į tarpžvaigždinę erdvę. Planetų orbitų geometrija padaro stebėtojus, išsidėsčiusius ekliptikos plokštumoje, neproporcingai labiau linkusius perimti šiuos signalus. Taikydami šį geometrinį supratimą SETI, astronomai gali prioritetizuoti netolimas daugelio planetų sistemas — ypač tas, kurias identifikuos artėjančios misijos, tokios kaip Roman Space Telescope — kaip tikslinius objektus dirbtinių radijo požymių paieškai. Nors aptikimas išlieka techniškai sudėtingas, tyrimas pateikia testuojamą modelį, susiejantį žmonių erdvėlaivių operacijas, radijo nutekėjimą ir nežemiškų civilizacijų paiešką.
Šaltinis: sciencealert
Komentarai