Астрономите ще могат да използват най-големия радиотелескоп в света за търсене на сигнали от извънземни цивилизации

https://www.youtube.com/watch?v=J3Esw9nDQzE&feature=emb_logo
https://www.youtube.com/watch?v=Tq-9VRYnOcU&feature=emb_logo
https://www.universetoday.com/148224/astronomers-will-be-able-to-use-the-worlds-biggest-radio-telescope-to-search-for-signals-from-extraterrestrial-civilizations/?fbclid=IwAR0gkTinkdLKLtAhvGMUQ0ngAlnaEYb1_ulSofG0x9WhiZS4_xKiAsTQMgk

Още през април докладвахме за това как сътрудничество между Китайската академия на науките, инициативата за пробиване на слушане и института SETI планира да използва новия петстотин метров радиотелескоп с апертура ( FAST ) за търсене на признаци на извънземен живот. Сега настигнахме още един от учените по проекта, за да изясним още някои подробности за техните планове за наблюдение и какви наблюдения се надяват да направят в бъдеще.

FAST получи първата си светлина през 2016 г. и беше напълно въведен в експлоатация през януари 2020 г., но досега проектът се използва изключително от местни китайски учени. Това е на път да се промени през следващата година и много групи, включително тези, които се интересуват от SETI, са готови да представят предложени планове за наблюдение, които биха използвали извънредно високата чувствителност на FAST, което е 2,5 пъти повече от следващия най-добър радиотелескоп на разположение.

Има три зъба към плановете за наблюдение, предполагат авторите на статията, публикувана в „Изследвания в астрономията и астрофизиката“. Първо, те ще разгледат галактиката Андромеда , след това звездите, показани от TESS, за да имат планети в потенциално обитаемата си зона , и накрая да разгледат модулираните сигнали, които доскоро бяха неоткриваеми за усилията на SETI.

Изображение на обсерваториите, използвани от инициативата Breakthrough Listen Initiative
: Breakthrough Listen

Първата от тези цели, галактиката Андромеда, може да изглежда странен избор за мисия за наблюдение на SETI. Д-р Vishal Gajjar , учен от инициативата Breakthrough Listen Initiative и автор на статията, посочва, че досега астрономите напълно са игнорирали потенциалните сигнали, идващи от галактиката.  

Това може да се дължи на факта, че много сигнали биха се считали за твърде слаби, за да бъдат открити от съвременните инструменти. Въпреки това, с повишената чувствителност на FAST, астрономите ще могат да улавят сигнали от 10 19 вата. Това може да изглежда като много енергия - това е повече от годишното потребление на цялата Земя. Въпреки това, за мащабни цивилизации, като тези, които биха могли да се считат за Кардашев тип II, това едва ли би било капка в кофата. Така че има достоен шанс да успеем да уловим сигнал от такава цивилизация дори толкова далеч като Андромеда.

Изображение, показващо как галактиката Андромеда може да бъде разделена на пчелни пити, което след това може да бъде фокусът на 19-те лъча за изобразяване на FAST.
Кредит: D Li. и всички останали

Самата ни най-близка съседна галактика се състои от 1 трилион звезди, което би било много за търсене. За щастие FAST има уникална функция, която би го направила подходяща за наблюдение на такава гъсто натъпкана зона. Той има 19 отделни лъча, които могат да бъдат насочени към различни точки на небето. Екипът планира да изследва повече от 1 трилион звезди в галактиката Андромеда, като направи 21 шестоъгълни изображения, всяка от които ще изисква 4 различни посоки от 19-те лъча, които съставляват системата за събиране на данни на FAST. Всяко посочване ще отнеме 10 минути, така че цялото изследване на галактиката Андромеда ще отнеме само около 14 часа време за наблюдение.  

Това би оставило много допълнително време за друго от изследванията, които екипът се надява да извърши - проучване на планети в обитаемата зона на тяхната звезда, открито от Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Докато Кеплер , друг телескоп за лов на планети, всъщност е открил повече екзопланети от TESS, повечето от тях са много по-далеч и следователно ще имат много по-слаби сигнали. Средното разстояние до планетаче изследваната TESS е между 100-200 светлинни години - много по-близо от тези, открити от Кеплер. Така че дори цивилизацията там да не е изпратила умишлено сигнал направо към Земята, може да успеем да забележим мимолетни проблясъци на съобщения, които те биха изпратили помежду си, като например управление на роботизирани роувъри на друга планета или излъчване на еквивалент на радиочестотни телевизионни канали . Концепция на художника на Transiting Exoplanet Survey Satellite и неговите 4 телескопа.
Кредит: NASA / MIT

Вместо да използва Fast L-band Array (FLAN), който е домакин на 19-те лъча, които биха били толкова полезни при изучаването на Andromeda, екипът планира да използва серия еднолъчеви приемници за изследване на планетите-кандидатки за TESS. Тези еднолъчеви приемници имат много по-широка честотна лента от 1050-1450 лентата, която се предлага на FLAN. Те варират от А1 (70-140 MHz) до A1 (2000-3000 MHz). Спектралната ширина на тези приемници ще позволи на астрономите да гледат сигнали, които биха били недостъпни с помощта на други телескопи. Извънземните биха могли да използват нетрадиционни честотни ленти на сигнала, така че колкото по-голям е честотният размер на телескопа, толкова по-ценно е за астрономите от SETI.

Не само повтарящите се сигнали на една честотна лента интересуват тези астрономи. Модулираните сигнали, като тези, които носят данни, биха били светият граал на изследванията на SETI. С комбинация от чувствителността на FAST и някои нови алгоритми за машинно обучение, подпомагани от AI, изследователите най-накрая ще могат да идентифицират модулиран сигнал с неизвестен произход.

Описание на FAST и неговите възможности.
Кредит: UT Youtube Channel.

Екипът на Breakthrough Listen се присъедини към предизвикателството за класификация на сигнала за изкуствен интелект на американската армия . Като част от това предизвикателство те разработиха алгоритъм, известен като класификатор за машинно обучение, който успя да идентифицира нови модулирани сигнали с 95% точност. Когато се прилага към SETI, това би помогнало на екипа да забележи всякакъв вид нов модулиран модел. Както при честотната лента на сигнала, извънземните могат да използват напълно непозната техника на модулация. Но алгоритъмът на екипа на Breakthrough Listen трябва да може да идентифицира, че има поне сигнал. Превеждането на това, което означава, засега е най-добре да се остави на книги за научна фантастика като „ Контакт“ .

Примери за различни видове модулация - честотна модулация (FM) и амплитудна модулация (AM). И двете често се използват в потребителското стерео оборудване
Кредит: NASA / "JPL

В бъдеще такава програма за превод може да е възможна - учените все пак са умни. Всяко подобно усилие ще изисква огромно количество събрани данни. Засега FAST все още е най-качественият източник на данни, наличен за такива SETI търсения. Екипът на Breakthrough Listen се надява да получи финансиране за програмите за търсене, описани в техния доклад през следващите няколко години. Те вече работят с учен по проекта FAST от Пекинския нормален университет за някои малки задачи по наблюдение. Наскоро този екип получи разрешение да използва телескопите FAST за 14 часа за проект SETI. Най-големите наблюдения като Андромеда и планетите TESS все още са на около година. 

Видеоклип в YouTube, който обявява сътрудничеството на Breakthrough Listen с MeerKAT
Credit: BerekeleySETI Youtube Channel

Д-р Gajjar изрази ентусиазма на екипа за работа с FAST, заявявайки, че „очакват с нетърпение да проведат някои от най-дълбоките радио проучвания, които някога е правил досега“. И те трябва да очакват още повече. Екипът на Breakthrough Listen вече е ангажиран с MeerKAT , телескоп от Южна Африка, който наскоро получи актуализиран изчислителен клъстер, който ще позволи на екипа да извърши някои усъвършенствани честотни изчисления, които никога преди не са били възможни. И цялата система MeerKAT е предшественик на масива от квадратни километри, който обещава да повлияе на цялата област на радиоастрономията, когато се появи онлайн около 2027 г. Дотогава FAST ще се окаже безценен инструмент, който ще позволи на SETI и всички други видове изследователи на радиоастрономията да събират повече данни и да правят по-добри заключения.

Научете повече:
Изследвания в астрономията и астрофизиката - Възможности за търсене на извънземен интелект с FAST
UT - пробивно слушане и екип на НАСА за търсене на признаци на извънземен интелект!
UT - Как може да се използва най-големият радиотелескоп в света за търсене на извънземни