Экзопланета K2-18b, расположенная на удалении примерно 124 световых лет в созвездии Льва и обращающаяся в пределах обитаемой зоны красного карлика, уже несколько лет приковывает к себе пристальное внимание астрономов. Именно этот мир, чья атмосфера, насыщенная углекислым газом и метаном, была выявлена благодаря наблюдениям космического телескопа «Джеймс Уэбб», считается одним из наиболее вероятных кандидатов на принадлежность к категории «Hycean» — гипотетических планет, где толстый водородный слой может укрывать глобальный океан из жидкой воды. Подобные условия, потенциально благоприятные для зарождения жизни, сделали K2-18b приоритетной целью для проектов по поиску внеземного разума (SETI).
В рамках последней кампании исследователи задействовали два мощнейших радиотелескопа планеты — Очень Большую Решётку Карла Дж. Янски (VLA) в штате Нью-Мексико и южноафриканский радиотелескоп MeerKAT — для сканирования системы на предмет искусственных радиопередач. Результаты этой работы, опубликованные в Астрономическом журнале, оказались безрезультатными: несмотря на обнаружение миллионов потенциальных сигналов-кандидатов, ни один из них не соответствовал характеристикам узкополосных радиосигналов, сопоставимых с технологиями, используемыми сегодня на Земле. Координация столь масштабных инструментов для единой наблюдательной кампании — явление крайне редкое, что обеспечило исключительную чувствительность поиска.
Передовое программное обеспечение отделяет земной шум от сигналов инопланетян
Сбор радиоданных, однако, составил лишь половину задачи. Критически важной оказалась система их последующей обработки, анализировавшая колоссальные объёмы информации. Радиотелескопы непрерывно улавливают сигналы, генерируемые на Земле, поэтому астрономы полагаются на сложные алгоритмы для фильтрации и подавления помех до того, как приступить к поиску аномалий. В данном проекте система VLA использовала многорежимный кластер интерферометров с открытым исходным кодом, тогда как MeerKAT применяла систему BLUSE. Совместно эти инструменты автоматически отсеивали огромные массивы данных, после чего исследователи проводили дополнительный ручной анализ.
Далее учёные применили пять последовательных методов скрининга для выявления возможных техносигнатур. Первым этапом стало маскирование радиочастотных помех (RFI), устранявшее сигналы, совпадающие по частоте с известными антропогенными передачами. Отмечается, что если бы внеземная цивилизация вещала на тех же частотах, для её обнаружения, вероятно, потребовался бы телескоп, размещённый в зоне, полностью свободной от земного радиошума — например, на обратной стороне Луны.
Как учёные проверяли миллионы сигналов
Исследователи также учитывали эффект Доплера — явление, изменяющее высоту тона сирены проезжающей машины скорой помощи. Радиосигналы, передаваемые между планетами, должны демонстрировать измеримые доплеровские сдвиги, обусловленные относительным движением источников и наблюдателей. Любой сигнал, практически лишённый такого сдвига, почти наверняка признавался земным и отбрасывался. Дополнительный этап фильтрации удалял сигналы с отношением сигнал/шум ниже 10 или выше 100 — это позволяло исключить как чрезвычайно слабые ложные срабатывания, так и необычайно мощные инструментальные артефакты, обычно возникающие лишь в одной антенне. Впрочем, авторы оговариваются, что подобный порог мог отсечь и некоторые действительно слабые внеземные сигналы.
Команда также провела многолучевой анализ: телескопы одновременно формируют несколько сфокусированных лучей, один из которых направлялся на K2-18b, а другой — на иной участок неба. Подлинный сигнал с экзопланеты проявился бы лишь в луче, нацеленном на неё, тогда как помехи с Земли обычно фиксируются сразу в нескольких лучах. Последним предусмотренным методом проверки стала транзитная фильтрация: сигнал, исходящий от K2-18b, должен исчезать, когда планета скрывается за своей родительской звездой. Однако, поскольку за время наблюдательной кампании такого «вторичного транзита» не произошло, этот тест не потребовался.
Несмотря на то что в ходе опроса было зафиксировано миллионы электромагнитных излучений, ни один из них не прошёл все стадии проверки. Тем не менее исследователи подчёркивают, что сам процесс продемонстрировал значительное совершенствование методов прослушивания космоса.
ал всех этапов фильтра. Исследователи не обнаружили убедительных техносигналов на изученных ими узкополосных радиочастотах.
Хотя результат может показаться простым, он предоставляет ценную научную информацию. Наблюдения позволяют астрономам устанавливать «верхние границы» от силы любого радиопередатчика, который может существовать в системе К2-18б. Эти ограничения примерно ограничивают передачу мощности в настоящее время разрушенной радиолокационной станции Аресибо в Пуэрто-Рико. Если существует технологическая цивилизация, она не вещает с чем-то более мощным, чем эта.
Не менее важно и то, что проект продемонстрировал, что его автоматизированная система обработки данных может успешно обрабатывать огромное количество сигналов, генерируемых во времена современных открытий SETI. Вручную проверку миллионов было бы непрактично.
Когда начнут работать будущие обсерватории, такие как массив квадратных километров, эти методы станут еще более ценными для обработки беспрецедентных объемов данных, которые они соберут. K2-18b, возможно, пока хранит молчание, но ученые постоянно совершенствуют свою способность обнаруживать даже самые слабые технологии подключения нашей солнечной системы, если они когда-либо там будут излучаны.