Почему SETI никого не слышит? – Новый ответ на парадокс «Великого молчания вселенной»

Пересказ статьи Гаджара и Браун в The Astrophysical Journal «Рассеяние в экзо-межпланетной среде как скрытый фактор подавления узкополосных техносигнатур»

Это не просто очередное предположение о том, почему мы никого не слышим. Это первое количественное исследование эффекта, который ранее упускали из виду.

Представьте, что инопланетная цивилизация посылает нам очень четкий сигнал — «узкий луч» на одной частоте (как лазерная указка, только в радиодиапазоне). Мы ищем именно такие сигналы, потому что природа почти никогда не создает ничего настолько монохроматичного.

Проблема: Чтобы долететь до нас, этот луч должен пройти через собственную планетную систему инопланетян (их «экзо-межпланетную среду»). Эта среда заполнена плазмой — заряженными частицами, которые звезда постоянно выбрасывает.

Что происходит с сигналом?
Из-за турбулентности и движения этой плазмы луч, проходя сквозь нее, немного «размазывается» по частотам. Это называется спектральным уширением. Представьте, что вы бросили камешек в спокойную воду — круги идут ровно. А если бросить в бурлящий поток — волны будут хаотичными и размазанными.

Почему это плохо для SETI?
Наши алгоритмы поиска заточены на поиск очень тонких линий (шириной около 1 Гц). Если сигнал «размажется» и станет шириной 10 или 100 Гц, компьютер просто примет его за обычный космический шум. Сигнал никуда не делся, его общая энергия сохранилась, но она «размазана» так, что наши детекторы его не видят.

Главные выводы исследования

1. Красные карлики — главная проблема: 75% звезд в нашей галактике — это красные карлики (звезды типа М). У них зона обитаемости (где на планете может быть вода) находится очень близко к звезде. А раз планета близко, то и сигнал от нее идет через самые плотные и турбулентные слои плазмы. Уширение там максимальное. Мы ищем сигналы там, где их сложнее всего найти.
2. Моделирование показало, что на частоте 1 ГГц (типичной для поиска) в 30% случаев сигнал размоется на полосу шире 10 Гц. Это уже делает его невидимым для стандартных методов.
3. На низких частотах (100 МГц), где работают новые телескопы вроде SKA-Low, проблема ещё серьезнее: в 60% случаев сигнал размоется на 100 Гц и шире.
4. Отдельно ученые рассмотрели вспышки на звездах — корональные выбросы массы (солнечные бури). Если сигнал проходит через такой выброс, уширение становится в тысячи раз сильнее. К счастью, вероятность того, что выброс произойдет именно в луче зрения во время нашего наблюдения, мала (<3%).

Что это меняет?

Мы, возможно, десятилетиями смотрели на космос, но наши алгоритмы были настроены искать только «иголку в стоге сена» (сигнал шириной в 1 Гц). А инопланетяне могли посылать нам «карандаш» (сигнал шириной 10 Гц), который наши алгоритмы просто отбрасывали как мусор.

Это не значит, что сигналов нет. Это значит, что нам нужно менять подход: Искать сигналы разной ширины, а не только самые узкие. Кроме того, надо учитывать тип звезды и орбиту планеты при планировании наблюдений.

Главный вывод: «Великое молчание» Вселенной может быть отчасти следствием наших технических ограничений.