Jak wynika z nowego badania, które próbuje zrozumieć, dlaczego Wszechświat wydaje się taki cichy, SETI mogło jeszcze nie odnieść sukcesu w odkryciu obcego życia, ponieważ pogoda kosmiczna wokół innych gwiazd może zakłócać próby wysyłania przez kosmitów wiadomości radiowych.
“Pogoda kosmiczna„ opisuje zaburzenia elektromagnetyczne wytwarzane przez podmuchy promieniowania wiatru gwiazdowego lub koronalne wyrzuty masy (CME) z gwiazdy. Zdarzenia te wyrzucają dużo plazmy i elektrony w przestrzeń międzyplanetarną wokół gwiazdy, a plazma i elektrony działają jak kryptonit na spójne sygnały radiowe.
Innym powodem, dla którego SETI szuka sygnałów wąskopasmowych o szerokości pasma zaledwie kilku herców, jest to, że nic znanego w naturze nie wytwarza tak ściśle ograniczonego sygnału radiowego. Jeśli więc coś wykrylibyśmy, wiedzielibyśmy, że jest najprawdopodobniej sztuczny.
Jednak do tej pory nikt nie określił ilościowo wpływu plazmy i elektronów wyrzucanych w wyniku aktywności gwiazdy. Jeśli gatunek technologiczny na odległym egzoplaneta chciał przesłać wiadomość w przestrzeń kosmiczną, pogoda kosmiczna w jego macierzystym systemie mogła negatywnie wpłynąć na charakterystykę tego sygnału.
„Wyszukiwania SETI są często optymalizowane pod kątem bardzo wąskich sygnałów” – powiedział Vishal Gajjar z Instytutu SETI w Mountain View w Kalifornii w oświadczenie. „Jeśli sygnał zostanie poszerzony przez otoczenie własnej gwiazdy, może przesunąć się poniżej naszych progów wykrywalności, nawet jeśli tam jest, co potencjalnie pomaga wyjaśnić część ciszy radiowej, którą widzieliśmy w technosygnatura wyszukiwania.”
Najbardziej prawdopodobny wpływ pogody kosmicznej na wąskopasmowe sygnały radiowe to zjawisko zwane scyntylacją dyfrakcyjną. Może to powodować rozmazanie sygnału w znacznie szerszym zakresie częstotliwości, gdy wchodzi w interakcję z plazmą gwiazdy. Podczas gdy początkowy sygnał wąskopasmowy może mieć dużą moc w zaledwie kilku częstotliwościach, rozmazanie rozprzestrzenia tę moc na więcej częstotliwości, zmniejszając siłę sygnału.
Jednak zidentyfikowanie problemu było tylko pierwszym krokiem. Gajjar i jego kolega z Instytutu SETI, Grayce Brown, chcieli pójść o krok dalej i określić ilościowo wpływ pogody kosmicznej, aby łatwiej było go złagodzić podczas poszukiwań SETI.
Aby to zrobić, duet musiał najpierw określić ilościowo efekt w naszym sąsiedztwie, analizując sygnały radiowe pomiędzy nimi Ziemia i misje kosmiczne eksplorujące nasze układ słoneczny. Gajjar i Brown skalibrowali wahania w wiatr słoneczny i impulsy z CME mogą wpływać na sygnały wąskopasmowe i uśredniać to w czasie. Następnie posłużyli się przykładem naszego słoneczny jako podstawa do kalibracji rozszerzającego się wpływu pogody kosmicznej na sygnały wokół dwóch głównych typów gwiazd: gwiazd podobnych do Słońca i czerwone karłyktóre są najmniejszym i najfajniejszym typem gwiazd, stanowiącym trzy czwarte wszystkich gwiazd w Galaktyka Drogi Mlecznej.
W badaniu pominięto gwiazdy znacznie masywniejsze od Słońca, ponieważ ich czas życia jest prawdopodobnie zbyt krótki, aby życie technologiczne mogło rozwinąć się na jakichkolwiek orbitujących planetach.
Aby podkreślić swój punkt widzenia, Gajjar i Brown przeprowadzili symulację poszukiwań SETI miliona najbliższych gwiazd podobnych do Słońca i czerwonych karłów oraz uwzględnili wpływ pogody kosmicznej na podstawie znanej aktywności takich gwiazd.
Symulacja przedstawiała poszukiwanie obcych sygnałów w obszarze około 1 GHz, czyli w najczęściej używanym paśmie częstotliwości. Na przykład emisja radiowa wodoru międzygwiazdowego wynosi 1,42 GHz.
Według symulacji 70% gwiazd powoduje poszerzenie częstotliwości sygnałów o więcej niż 1 Hz, a 30% gwiazd powoduje poszerzenie częstotliwości o więcej niż 10 Hz, zwłaszcza czerwone karły, które są znane ze swojej silnej aktywności gwiazdowej.
Co gorsza, gdyby zjawisko CME wystąpiło w momencie transmisji sygnału, mogłoby spowodować poszerzenie częstotliwości przekraczające 1000 Hz, czyniąc sygnał całkowicie niewidocznym dla detektorów skupionych na sygnałach bardzo wąskopasmowych.
Jednakże teraz, gdy wiemy, że może się to zdarzyć, można podjąć wysiłki, aby zminimalizować ten efekt — podobnie jak możemy oszacować stopień rozproszenia w ośrodku międzygwiazdowym lub w jaki sposób algorytmy mogą usunąć Dryf Dopplera częstotliwości spowodowanej ruchem nadajnika na planecie krążącej wokół swojej gwiazdy.
„Oceniając ilościowo, w jaki sposób aktywność gwiazd może zmieniać kształt sygnałów wąskopasmowych, możemy zaprojektować wyszukiwania, które będą lepiej dopasowane do tego, co faktycznie dociera do Ziemi, a nie tylko do tego, co może zostać przesłane” – powiedział Brown.
Od 66 lat SETI szuka dowodów na istnienie życia technologicznego w wszechświat ale jak dotąd nic nie znalazł. Na przykład obywatelski projekt naukowy SETI@home, który rozpoczął się w 1999 r., sprowadza się do tego ostatnie 100 sygnałów kandydatów i nie ma wielkich nadziei, że którykolwiek z nich okaże się ET.
Niektórzy badacze nazywają to niepowodzenie w odnalezieniu technologicznych kosmitów „Wielka Cisza”, ale czy przyczyną może być ten efekt pogody kosmicznej określony ilościowo przez Gajjara i Browna? Możliwe, że przynajmniej przyczynił się do Wielkiej Ciszy, w zależności od liczby gatunków transmitujących dane. Jednak tak jak monitorujemy słońce i pogodę kosmiczną w naszym Układzie Słonecznym, wydaje się sprawiedliwe oczekiwać, że kosmici wystarczająco biegli technologicznie będą wysyłać wiadomości w kosmos, aby wiedzieć również o pogodzie kosmicznej swojej własnej gwiazdy i czekać na spokojniejsze okresy przed transmisją.
Nie można tego jednak zagwarantować, szczególnie jeśli nadajnik jest zawsze włączony (co pochłaniałoby dużo energii) lub jeśli jest to nadajnik automatyczny. Gajjar i Brown sugerują, że wszechświat może być daleki od „Wielkiej Ciszy” zalany hałaśliwymi wiadomościami, a my po prostu nie jesteśmy na tyle dostrojeni, aby je usłyszeć.
Wyniki badania opublikowano 5 marca br Dziennik astrofizyczny.
