5 Minuten
Kaip planetų ryšiai sukuria tarpžvaigždines radijo pėdsakus
Kosminės misijos remiasi didelės galios radijo perdavimais, kad valdytų erdvėlaivius, nurodytų roverius ir gautų mokslinius duomenis. Kai valdytojai siunčia komandas—pavyzdžiui, liepiant Marso roveriui pasisukti arba orbitieriui nukreipti instrumentą—tos radijo strėlės orientuojamos į tikslus Saulės sistemoje. Ne visa perduota energija yra sugerta arba atspindėta numatytos platformos; dalis signalo tęsiasi už tikslo ir plečiasi į erdvę kaip vis didėjanti radijo bangų plėvelė.
Neseniai Pensilvanijos valstijos universiteto mokslininkų kartu su NASA Jet Propulsion Laboratory atlikta analizė išnagrinėjo dešimtmečių NASA Deep Space Network (DSN) perdavimo žurnalus, pasaulinį antenų tinklą, naudojamą ryšiui su zondais už Žemės orbitos. Kadangi planetos maždaug sukasi toje pačioje plokštumoje (ekliptikoje), tyrimas rodo, kad imtuvas, esantis palei tos plokštumos kraštą, turi didesnę tikimybę nei atsitiktinis stebėtojas persiurbti kai kuriuos šiuos nukreiptus perdavimus. Tyrėjai apskaičiavo reikšmingą galimybę, kad nežemiškas klausytojas, išsirikiavęs su Žeme ir Marsu, per pastaruosius du dešimtmečius būtų atsidūręs bent vieno mūsų tarpplanetinio perdavimo kelyje.
Kodėl išsidėstymas ir artumas yra svarbūs
Saulės sistemos geometrija sutelkia daug rutininių perdavimų palei palyginti siaurą diržą. Jei nežemiškas intelektas (ETI) yra netoli to diržo, ypač per kelias dešimtis šviesmečių, jis turi geresnę galimybę aptikti mūsų radijo nutekėjimą. Tyrimas nurodo maždaug 23 šviesmečių spindulį kaip praktišką atstumą, kuriame DSN eros perdavimai galėtų būti aptikti imtuvu su pakankama jautrumu. Pinchen Fan, Pensilvanijos universiteto astronomas, vadovavęs daliai analizės, pažymi, kad kai Žemė ir Marsas išsirikiuoja iš tolimos perspektyvos, tikimybė būti perplaukusioje perduotoje sklidimo juostoje ženkliai padidėja, palyginti su atsitiktine vieta kosmose.
Deep Space Network žurnalai ir signalų modeliai
Išnagrinėję DSN elektroninius žurnalus ir atstatę nukreipimo istorijas, tyrėjai sužymėjo, kada ir kur sutelkta radijo energija buvo siunčiama per vidinę Saulės sistemos dalį. DSN veikia didelės galios režimu keliuose dažnių juostose ir palaiko ilgalaikes stebėjimo sesijas; šie veiksniai gali praplėsti nukreiptų perdavimų erdvinį pasiekiamumą ir suformuoti siauromis koridoriais, kur signalo stiprumas viršija foninius lygius.
Iliustracija, kuriais kryptimis siunčiame radijo signalus per Saulės sistemą
Apverčiant problemą: stebėjimo strategija SETI
Šią įžvalgą galima apversti: taip pat kaip ETI galėtų pergirsti mūsų planetinius ryšius, mes galime ieškoti kitų civilizacijų, ieškodami panašių požymių. Jei nežemiška visuomenė tyrinėja ar bendrauja su savo sistemos planetomis, jų perdavimai taip pat būtų sutelkti palei planetų plokštumą. Iš Žemės geriausia tikimybė perimti tokį nutekėjimą būtų nukreipti stebėjimus į netolimas žvaigždžių sistemas, kur dvi ar daugiau planetų tranzituoja ir todėl yra išsidėsčiusios kraštiniu kampu mums. Tokie stebėjimai galėtų atskleisti įtartinus siaurabangius ar modeliuotus radijo emisijas, susijusias su tarpplanetinėmis operacijomis.
Praktinė kliūtis ta, kad katalogas daugiaplanių sistemų, atrastų per tranzitus, vis dar yra ribotas. Egzoplanetų aptikimo apžvalgos pagreitėjo per pastaruosius du dešimtmečius, tačiau daugelis sistemų su keliais tranzituojančiais planetomis lieka nepastebėti. Būsimi observatorijos pakeis šią padėtį: tikimasi, kad Nancy Grace Roman Space Telescope žymiai išplės žinomų egzoplanetų populiaciją, padidindama kandidatų, kuriuose būtų galima taikyti išsidėstymo pagrindu paremtas paieškas, skaičių.
Pasekmės SETI ir kosmoso politikai
Toks požiūris perorientuoja dalį Žemės išorinio intelekto paieškos (SETI) nuo atsitiktinių dangaus apžvalgų prie geometrija paremtos taikymosi strategijos. Jis taip pat pabrėžia, kad žmogaus kosminės operacijos sukuria aptinkamus produktus—taip vadinamą radijo nutekėjimą, kuris galėtų atskleisti technologinę veiklą planetose stebėtojams su tinkamais instrumentais. Šis atradimas nereiškia artėjančio kontakto; jis kiekybiškai apibūdina geometrinį pranašumą ir rodo konkrečias stebėjimo strategijas.
„Šis tyrimas pabrėžia paprastą, bet galingą idėją: planetų išsidėstymas gali sutelkti, kur technosignaturų aptikimas yra labiausiai tikėtinas,“ sako dr. Amina Rios, astrofizikė, tirianti egzoplanetų aptikimo strategijas. „Nusitaikymas į netolimas sistemas su žinomomis tranzituojančiomis planetomis galėtų padidinti paieškos efektyvumą. Tuo pačiu metu būtina tobulinti mūsų erdvėlaivių perdavimų modelius ir foninio radijo triukšmo įvertinimus, kad realistiškai įvertintume aptikimo galimybes.“
Išvada
Nukreipti ryšiai su erdvėlaiviais sukuria siaurus koridorius padidinto radijo spinduliavimo, kurie išlieka plečiasi į tarpžvaigždinę erdvę. Planetų orbitų geometrija padaro stebėtojus, išsidėsčiusius kartu su ekliptikos plokštuma, disproporcingai labiau linkusiais perimti šiuos signalus. Taikydami šią geometrinę įžvalgą SETI, astronomai gali prioritetizuoti netolimas daugiaplanių sistemų stebėjimus—ypač tas, kurias identifikuos būsimis misijomis, tokiomis kaip Roman Space Telescope—siekiant nukreiptų paieškų dirbtinių radijo ženklų. Nors aptikimas išlieka techniškai sudėtingas, tyrimas suteikia patikrinamą sistemą, jungiantią žmogaus erdvėlaivių operacijas, radijo nutekėjimą ir nežemiškų civilizacijų paiešką.
Quelle: sciencealert
Kommentar hinterlassen