Беллив, Вашингтон Или у них мог быть свой Эдисон - и планета, покрытая искусственным светом.
Группа астрономов ищет эти странные сигналы от отдаленных экзопланет, или так называемых техносигнатур, потому что они могут указывать на существование разумных цивилизаций где-то еще в космосе. Термин «техносигнатура» является относительно новым, впервые введенным в 2007 году астрономом Джил Тартер, который в то время был директором Центра исследований SETI.
Но еще до появления этого термина астрономы искали техносигнатуры, самой популярной из которых являются радиопередачи. На практике это часто означало искать что-то странное - аномалию в данных, которая может указывать на присутствие чего-то неестественного - например, планеты, которая слишком яркая. Исторически этот поиск не воспринимался всерьез. Теперь, однако, ученые говорят, что у них может быть реальный шанс найти такие сигналы - если они ищут правильные вещи в нужных местах.
Как бы выглядели такие техносигнатуры? Например, при сканировании удаленных экзопланет аномалии данных, такие как необычный состав атмосферы, могут быть ключом к «сложной жизни, создающей окружающую среду», сказал Джозеф Лацио, астроном из Лаборатории реактивного движения НАСА, во время выступления на Астробиологической научной конференции 26 июня. Но ученые должны быть осторожны; тот же самый сигнал "может быть просто планета, покрытая мразью пруда, которая производит кислород", сказал Лацио.
Другая возможная техносигнатура - сверхбыстрое мигание звезды. «Если вы видите, скажем, звезду, которая мигает быстрее и быстрее микросекунды, это не является естественным явлением», - сказал он. Более того, почти любая разумно развитая цивилизация может создать такую подпись.
«Это не так уж и сложно, мы можем сделать это сегодня на лабораторном стенде», - сказал Лацио. Например, люди создали лазеры, которые излучают фотоны триллионы раз в секунду, добавил он.
Радиоволны, излучаемые в пространстве на определенной частоте, также могут быть ключом к разумным инопланетным цивилизациям. По словам Лацио, естественные источники обычно не производят радиоволны в очень узком диапазоне частот. И все же, «нам действительно легко это сделать» искусственно, сказал Лацио. Так что, если мы можем сделать это ... не могли Е.Т.?
Поиск жизни в космосе исторически был сосредоточен на поиске биосигнатур или биологических сигналов, таких как кислород, оставленный, когда живые существа дышат. Сегодня у нас есть много способов обнаружения биосигнатур.
Аналогичным образом существует несколько основных классов техносигнатур: химические сигнатуры, такие как загрязнение атмосферы; мегаструктуры, которые отражают, поглощают или блокируют свет от звезды-хозяина планеты; «самосветящиеся» сигналы, такие как искусственное освещение, радио или лазерная связь; и отработанное тепло, которое является «неизбежным результатом любого вида деятельности», заявила Светлана Бердюгина, директор Института физики Солнца им. Кипенхойера во Фрайбурге, Германия. (Отработанное тепло производится машинами или другими процессами, которые используют энергию).
Бердюгина и ее команда ищут оптические сигналы. Когда планета движется вокруг своей собственной звезды, свет, отражаемый планетой, меняется в зависимости от того, где планета находится в своем вращении и на своей орбите. Соединяя воедино сигналы, создаваемые этим отраженным светом, исследователи могут создать так называемую кривую блеска. Это, в свою очередь, может дать представление о поверхности планеты - и любых необычных особенностях там, сказала Бердюгина. Например, гигантская мегаструктура будет отражать свет совсем иначе, чем, скажем, пустое поле.
Бердюгина и ее команда ранее использовали эту технику для разрешения географических особенностей, таких как горы и кратеры, на планетах и лунах в нашей собственной солнечной системе, а также на моделируемых экзопланетах. Теперь они работают, чтобы понять, может ли эта техника выявить странные формы и искусственное освещение на поверхности планеты.
Есть также другие программы, ищущие световой сигнал, такие как 10-летняя инициатива из Поиска внеземного разума (SETI), называемая Breakthrough Listen. Эта команда исследует тысячи звезд не только для оптических сигналов, но и для радиосигналов.
В то время как астрономы могут придумать почти бесконечный список потенциальных техносигнатур, стоит поискать лишь горстку.
«Игра состоит в том, чтобы попытаться выяснить что-то искусственное, но также реально обнаруживаемое», - сказал в прямом эфире Томас Битти, ассистент астронома в обсерватории Стюарда Аризонского университета. «Я думаю, что мы ближе, чем думают многие».
Одна возможность? Бесчисленные ночные огни, освещающие поверхность далекого мира, сказала Битти на лекции на конференции. И предложенный космический телескоп, названный «Большой оптический инфракрасный геодезист» (LUVOIR), мог бы стать идеальным инструментом для охоты на них. Если он будет построен, LUVOIR будет использовать свое зеркало размером от 26 до 52 футов (8-16 метров) для сканирования экзопланет и измерения газов в их атмосфере. Но тот же телескоп также может косвенно обнаруживать техносигнатуры, добавил он.
В точке, где вы могли бы реально обнаружить - действительно сильно обнаружить - уровни кислорода в атмосфере, вы также должны быть в состоянии обнаружить огни города, сказал он. Конечно, уровни кислорода будут обнаруживаться с «изысканным» уровнем точности, и, для сравнения, будет нелегко обнаружить световое загрязнение в городах.
По его словам, существующие наземные телескопы, такие как Чрезвычайно Большой Телескоп или Гигантский Магелланов Телескоп, также могут обнаруживать огни городов на инопланетных планетах. Однако, в отличие от LUVOIR, этим наземным инструментам будет мешать наша собственная атмосфера. Таким образом, огни городов должны быть действительно сильными - у экзопланеты должно быть в 10 или 20 раз больше городов, чем у Земли. Эти плотно упакованные планеты должны быть «похожи на будущую Землю 2200 года», чтобы мы могли их найти, сказал он.
Поиск техносигнатур тоже не должен сломать банк. «В некоторых случаях это только предельные издержки», - сказал Лацио. Это потому, что техносигнатуры могут быть скрыты в данных, которые у нас уже есть; все, что нам нужно сделать, это найти их. И техносигнатуры (как городские огни), и биосигнатуры (как городские огни) могут быть обнаружены одновременно, сказала Бердюгина.
Но не все убеждены, что поиск ничего не даст.
В отличие от биосигнатур, чужеродные техносигнатуры могут быть слишком слабыми, сказал Густаво Крус Диаз, научный сотрудник исследовательского центра Эймса в НАСА, который участвовал в переговорах, но не участвовал в исследовании. «Если инопланетная жизнь смотрит на нас, они не найдут техносигнатуры», - сказал он Live Science после выступления. Даже несмотря на то, что мы думаем, что у нас развитая цивилизация, из далекого места в космосе, мы просто недостаточно изменили нашу планету, чтобы ее можно было обнаружить - по крайней мере, с помощью наших существующих технологий. «Вы должны покрыть всю Землю городами, чтобы знать, что там что-то есть», - сказал Круз Диаз.
Более того, технологии постоянно меняются, и поэтому мы можем искать неправильные вещи в неподходящее время, - сказал Эндрю Маттиода, научный сотрудник исследовательского центра НАСА в Эймсе, штат Маунтин-Вью, штат Калифорния, который также присутствовал на выступлении. Попытка использовать сигналы от технологии «для идентификации другой цивилизации - это все равно что попытаться поразить движущуюся цель», сказал он. «Вы не знаете, какие технологии будут».
Наземные ученые также ограничены тем, что мы знаем. По словам Битти, охота на инопланетян с помощью техносигнатур - это все равно, что искать пропавшие ключи под уличным фонарем, потому что это единственное место, которое мы можем увидеть.
Тем не менее, мы можем только охотиться за тем, что мы можем себе представить, находясь там, предположил он. Как пишет Шекспир: «На небесах и на земле, Горацио, есть больше вещей, о которых вы не мечтали в вашей философии». Но у нас должна быть отправная точка, и поэтому разумная, логическая отправная точка - искать что-то похожее на Землю », - добавил Битти.
Исторически сложилось так, что поиск техносигнатур был гораздо менее популярным, чем поиск биосигнатур, особенно с точки зрения финансирования, сказал Лацио. По словам Битти, поиски не всегда воспринимались всерьез другими астрономами. Но сейчас это меняется, в значительной степени потому, что «мы стали очень хорошими в измерении атмосфер экзопланет» и слабых сигналов вокруг экзопланет, сказал Битти.
Таким образом, возможно, что по мере того, как наша скромная технология улучшается, охота на техносигнатуры может получить больше уважения. В конце концов, поиск жизни в других мирах «когда-то казался чем-то вроде небесного пирога», сказал он. «Тогда как сейчас, это то, о чем мы серьезно думаем сегодня».
