Иллюстрация: Джимми Пайе
По состоянию на 5 февраля нам известно о 136 внесолнечных планетах. Они были обнаружены четырьмя способами: Первый - так называемая синхронизация с пульсаром - позволил нам обнаруживать планеты размером с Землю и меньшие планеты, изучая изменения во времени прибытия излучения, генерируемого пульсаром. Следующий - доплеровская спектроскопия - позволяет наземным телескопам измерять «сдвиг» в спектре звезды, вызванный гравитацией орбитальной планеты. Третий - астрометрия - используется во многом таким же образом - ищет периодическое «колебание» в положении, которое возможная планета может вызвать на своей родительской звезде. И последнее? Транзитная фотометрия позволяет изучать периодическое затемнение звезды, когда тело проходит перед ней с определенной точки зрения, создавая кривую блеска.
В апреле 2004 года Люк Ф. А. Арнольд (Обсерватория Верхнего Прованса, CNRS 04870, Сен-Мишель, Обсерватория, Франция) работал над транзитом, созданным сатурноподобной планетой, когда у него появилась идея. Может ли этот же принцип применяться для поиска транзитных тел, искусственных по природе?
«Я обсудил эту идею с несколькими коллегами, которые нашли ее интересной», - прокомментировал Арнольд. Коллекция искусственных тел создала бы кривые блеска, легко отличимые от естественных. Например, треугольный объект или что-то в форме наших собственных искусственных спутников показало бы совершенно другую подпись. Если несколько искусственных объектов были обнаружены транзитом - это могло бы быть формой сигнализации о присутствии другой разумной жизни - с эффективностью, равной дальности лазерного импульсного метода.
Экономически эффективной альтернативой радио SETI или оптическому SETI является поиск искусственных тел размером с планету, которые могут существовать вокруг других звезд. Поскольку они всегда проходят перед своей родительской звездой для данного удаленного наблюдателя, существует большая вероятность, что их можно обнаружить и охарактеризовать с использованием метода транзитной фотометрии. Планетарная транзитная кривая блеска содержит тонкие особенности, связанные с формой объекта, такие как сжатие планет, двойные планеты или планеты с кольцами. Как объясняет Арнольд: «Сфера - это форма равновесия, предпочтительная для массивных тел и тел размером с планету, чтобы приспособиться к их собственной гравитации, (но) можно рассматривать несферические тела, особенно если они маленькие и легкие и вращаются вокруг карликовой звезды. Их транзиты перед звездой дадут детектируемый сигнал ». Несферические искусственные объекты, такие как треугольник, создают определенную транзитную кривую блеска. Если несколько объектов должны пройти, замечательная кривая блеска была бы создана благодаря их природе «снова - выключен». Такое наблюдение явно претендует на искусственный характер. Чтобы визуализировать это, подумайте о фонарике, движущемся за опущенным жалюзи, и вы начнете понимать это!
Основная часть работы Люка Арнольда, только что принятая для публикации в «Астрофизическом журнале», должна была с помощью компьютерного моделирования доказать влияние различных и разнообразных форм и показать эти различные кривые блеска. Чтобы помочь вам лучше понять, экран, на который вы сейчас смотрите, состоит из пикселей - логическая, а не физическая единица. Если бы вы поместили треугольную фигуру на экран вашего монитора, он бы покрыл пиксели в определенном порядке. Во время моделирования звездный поток обнуляется в пикселях и сравнивается с нормальным потоком звезды. Этот моделируемый транзит искусственного тела затем сопоставляется с известным планетарным транзитом с использованием алгоритма Пауэлла.
«Но кривая блеска большинства сложных искусственных объектов не может быть точно наложена планетарным транзитом, и алгоритм заканчивается ненулевыми невязками, то есть ненулевой разностью между двумя кривыми блеска. Эта разница является «личной» подписью искусственного объекта. В случае его поворота кривые остаточного блеска покажут дополнительную модуляцию. При установке против градиента, такого как конечность, искусственный объект также может показывать внезапные изменения наклона кривой блеска во время входа или выхода », - объясняет Арнольд.
Равносторонний треугольник создает кривую транзитного блеска, отличную от сферы. Фактически, его кривая блеска напоминает транзит кольцевой планеты, поэтому в различении этих объектов может остаться неясность. Но более сложные объекты, такие как кластеры фигур, например, создают очень специфические сигнатуры. Для искусственного объекта, подобного спутнику, его симметричная структура была бы очевидна - поскольку каждая область будет воздействовать на кривую блеска через определенные промежутки времени. Удлиненный объект может вызывать волнистость при более длительном периоде входа и выхода, что приводит к множественным «транзитам», облегчая обнаружение. Характер этих колебаний вполне может считаться признаком интеллектуального устройства. Если несколько объектов были пространственно сгруппированы в группы, чтобы входить в звезду математически постоянным образом, эти капли на кривой блеска могли бы ясно представлять тип сообщения - язык науки.
С помощью компьютерного моделирования Арнольд знает, как должно выглядеть естественное или искусственное транзитное тело на кривой блеска - но наблюдала ли наука планетарный транзит? «До сих пор существует только одна транзитная кривая блеска, полученная с очень хорошей точностью - транзит для HD 209 458b, наблюдаемый с помощью космического телескопа Хаббла. Т. Браун и коллеги обнаружили, что кривая блеска может быть снабжена сферическим телом с точностью до точности измерения ». Этот тип информации предоставляет Арнольду необходимую ему модель. В июне 2006 года его видение может быть реализовано. COROT (космическая миссия, одобренная французским космическим агентством CNES, с участием Австрии, Бельгии, Бразилии, Германии, Испании, ESA и ESTEC) будет посвящена звездной сейсмологии и изучению внесолнечных планет - первая утвержденная космическая миссия исключительно посвященный этим предметам. Космический корабль будет состоять из телескопа длиной ~ 30 см с набором детекторов для контроля кривых блеска хорошо выбранных звезд через ПЗС. Общий потенциал COROT (конвекция, вращение и планетарные транзиты) состоит в том, чтобы обнаружить несколько десятков планет размером с Землю, и более предстоящие программы, такие как Наземный поиск планет (TPF) и Миссия космической интерферометрии (SIM), изменят лицо всего, что мы знаем о внесолнечных планетах.
Что этот вид новой технологии означает для таких исследователей, как Люк Арнольд? «Эти космические миссии дадут (фотометрическую) точность до 0,01%, но 1% может быть достаточно, если объекты достаточно большие». Согласно его исследованиям, один транзит искусственного тела потребовал бы такой точности, но многократный транзит был бы намного более расслабленным. «1% фотометрии - это возможность тысяч астрономов-любителей, оснащенных ПЗС». Скорее всего, коммуникативная цивилизация предпочтет ряд объектов по сравнению с одним несферическим, чтобы обозначить их присутствие. Транзиты непрозрачных объектов являются ахроматическими, что позволяет обнаружить ПЗС по всему спектру.
Как указывает Люк, этот тип исследований вполне может быть в рамках участия астронома-любителя. В настоящее время поиск признаков внеземного интеллекта ограничивается радио и поиском лазерного импульса, который требует специального оборудования. «На данный момент нет проекта, чтобы применить эту идею. Если идея превратится в конкретную (SETI) программу наблюдений, будет приветствоваться ряд совместных мероприятий! »
Поиск планетарных транзитов уже ведется, например, эксперимент по оптическому гравитационному лицензированию (OGLE), «и случай множественного транзита может быть обнаружен в ходе этих программ - возможно, завтра!» Хотя завтра может показаться несбыточной мечтой, Арнольд знает по-другому. Его работы уже представлены в институт SETI. Для остальных жителей планеты Земля мы ждем результатов. Покажет ли завтра нам возможное устройство сбора, связи или изучения энергии, выведенное на орбиту другим разумным видом? Если мы рассмотрим то, что мы знаем об астрономии, как основную «истину» во всем Космосе, то открытие такого масштаба может стать самой большой новостью для всех из них… Мое мнение таково, что мы должны рассматривать это как ясное «Привет, мир ... Мы здесь!», адресованное всей Галактике! »
Автор Тэмми Плотнер
