Теплым августовским вечером 1977 года огромный радиотелескоп в поле посреди Огайо сидел и молча слушал радио «Вселенная». Вскоре после 10:00 вечера вращение Земли привело телескоп в движение мощным радиосигналом, прохождение которого было отмечено лишь небольшим изменением тона в песне, исполняемой каждые двенадцать секунд линейным принтером, записывающим данные того вечера.
Когда данные были проанализированы позже, предельное восклицание астронома о необычайно мощной исчезающе короткой вспышке дало бы сигналу его вечное название: Вау! Сигнал. Как мы услышали этот сигнал, что он мог означать и откуда он мог исходить — все это интересные детали события, которое оставило после себя загадку, которую гражданские ученые сейчас изучают с новой точки зрения. Если он был отправлен из области космоса с обитаемыми планетами, его, по крайней мере, стоит послушать.
Большое Ухо
Джон Д. Краус, доктор философии Источник: Североамериканская астрофизическая обсерватория.
Понимание Вау! Сигнал требует взглянуть на прибор, который его произвел. Нежно известная как «Большое ухо», радиообсерватория Университета штата Огайо была видением Джона Д. Крауса, физика из штата Огайо. Доктор Краус не был новичком в большой науке — во время Второй мировой войны он разработал методы размагничивания военных кораблей, чтобы защитить их от магнитно-детонирующих мин, и работал над массивным циклотроном для Мичиганского университета.
Доктор Краус впервые описал свою идею телескопа, способного обнаруживать внеземные радиосигналы, в статье для Scientific American в 1955 году. Конструкция телескопа была бы чрезвычайно простой, особенно по сравнению с более типичной полностью управляемой тарелочной антенной. Он состоял из большой плоской секции отражателя из стальной сетки, стоящей поперек открытого пространства от широкого неподвижного параболоидного отражателя. Между этими двумя элементами лежала большая плоская площадка, покрытая алюминиевым покрытием. В фокусе параболоидного отражателя находилась небольшая лачуга с подающими рожками, которые могли перемещаться по ширине телескопа по железнодорожным путям. Хотя в целом телескоп был статичным и указывал туда, куда его вело вращение Земли, отслеживание сигнала в сочетании с регулировкой наклона плоского отражателя давало некоторый контроль над тем, какая часть неба просматривалась.
Поперечное сечение телескопа Большого уха. Источник: Североамериканская астрофизическая обсерватория.
Большое Ухо было большим: один только плоский отражатель был 33 метра в высоту и 100 метров в ширину, а плоскость земли простиралась на 150 метров между двумя отражателями. Но доктор Краус на самом деле спроектировал гораздо, гораздо большую антенну.
Его первоначальный проект предусматривал использование отражателей шириной 600 метров, но когда в 1955 году был получен грант Национального научного фонда в размере 48 000 долларов, проект был сокращен до того, что было возможно. И даже тогда на строительство «Большого уха» было потрачено много «пота»: аспиранты учились сварке специально для создания телескопа, а такое критически важное оборудование, как параметрические усилители, необходимые для приемника, строилось по стоимости выпускником ОГУ.
Большое Ухо. Управляемый плоский отражатель находится на заднем плане, неподвижный параболический отражатель — на переднем плане. В дальнем конце наземной плоскости находится дорожка, на которой расположены два подающих рожка. Источник: Североамериканская астрофизическая обсерватория.
Потребовалась большая часть десятилетия, чтобы построить Большое Ухо, и как только оно было включено, его главной целью стало завершение исследования неба штата Огайо для внегалактических радиоисточников. Обсерватория также использовалась для изучения галактики Андромеды. Но к началу 1970-х годов интерес к поиску потенциально разумных внеземных цивилизаций путем прослушивания определенных радиосигналов начал охватывать радиоастрономическое сообщество. Обсерватория Огайо, благодаря своей уникальной конструкции и способности проводить съемку неба, была рано определена учеными SETI как идеальный инструмент для этой работы. И вот, в 1973 году Большое Ухо начало свой почти постоянный поиск инопланетян.
6-Е-К-У-Дж-5
Джерри Эман, доктор философии Источник: Североамериканская астрофизическая обсерватория.
Несмотря на то, что SETI завоевал всеобщее воображение благодаря звездной силе таких спонсоров, как Карл Саган, он не был особенно хорошо финансирован. Большинство программ SETI были проектами-наполнителями, разработанными для того, чтобы использовать время простоя радиотелескопов между наблюдениями для более традиционных исследований. Работая с ограниченным бюджетом, большинство ранних программ SETI посвящали основную часть своего финансирования времени телескопа и мало — анализу данных. В результате на поиск интересных сигналов в данных было потрачено много усилий вручную.
И вот так получилось, что в августе 1977 года астроном Джерри Эман изучал данные обзора неба Большого Уха, записанные на странице за страницей бумаги для принтера в виде веера. Слева от каждого листа было 50 вертикальных столбцов символов, по одному столбцу для каждого канала, контролируемого приемниками Большого Уха. Программа для записи данных, написанная Эхманом и его коллегой Бобом Диксоном, в основном записывала соотношение сигнал/шум на каждом канале в течение 10-секундного периода наблюдения в виде одного символа. Значение SNR, равное нулю, было записано в виде пробела, за которым следовали цифры для SNR от одного до девяти. Начиная с 10 и далее, увеличивающиеся SNR были представлены одной буквой в алфавитном порядке.
Бумага перед Эхманом представляла собой море пробелов и единиц, с редкими всплесками до шести или семи, разбросанными повсюду. Но когда он просмотрел данные, полученные около 10:15 вечера по восточному времени 15 августа 1977 года, он заметил последовательность цифр в крайней левой части данных, которая поразила его. На канале 2 появилась последовательность «6EQUJ5», вспышка длилась 72 секунды, а затем снова исчезла до уровня шума (каждое наблюдение длилось десять секунд, плюс еще две секунды для компьютерной обработки). Сигнал был настолько сильным на своем пике, что прошел через все цифры и 80 % алфавита — в 30-31 раз выше уровня шума. Эхман был так поражен, когда увидел сигнал, что схватил свою красную ручку, обвел вертикальную колонку символов и написал «Вау!» на левом поле. Его энтузиазм по поводу результата застрял, и сигнал был известен как «Вау! Сигнал «с тех пор.
Вау! Рождается сигнал: заметки доктора Эхмана от 15 августа 1977 года. Источник: Североамериканская астрофизическая обсерватория.
Где же это «Вау»!
Вау! Сигнал подвергался тщательному изучению с 1977 года, и это правильно. Первоначальные мысли были о том, что он имеет земное происхождение, возможно, случайный сигнал с неизвестного военного спутника или сигнал, отскочивший от Луны. Но ни один другой радиотелескоп, работавший в ту ночь, не слышал того же, что и в случае с локально генерируемым сигналом, и Луна в то время находилась не в том месте, чтобы действовать в качестве отражателя. Были выдвинуты и другие гипотезы, такие как сверхновая звезда, сбой компьютера, радиоизлучающие кометы или «межзвездное мерцание», но ничего не прижилось. С другой стороны, несмотря на почти 50 лет поисков, ничего даже отдаленно похожего на Wow! Сигнал был записан. Так что трудно сделать какие-либо твердые выводы об этом наблюдении.
Само собой разумеется, что возможность Вау! Сигнал, исходящий от внеземного разума, является одним из самых маловероятных объяснений этого события. Экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств, и необходимо устранить все мирские возможности, прежде чем кто-то начнет обвинять инопланетян в сигнале. Но есть пара дразнящих фактов о Wow! Сигнал.
Во-первых, его частота. Вау! Сигнал возник на частоте 1420 МГц — знаменитой частоте «водородной линии», возникающей при изменении энергетического состояния нейтральных атомов водорода. Эти микроволновые сигналы с длиной волны 21 см были бы известны любой цивилизации, которая достаточно овладела физикой, чтобы иметь радиосвязь. Можно ли считать эту частоту универсальной «частотой приветствия» между технически грамотными цивилизациями, остается открытым для обсуждения, но интересно, что сигнал был услышан на частоте, которая долгое время считалась именно такой.
Двойные питающие рожки Большого Уха. Невозможно сказать, какой рог получил Wow! Сигнал, но их следы на небе содержат 66 солнцеподобных звезд, которые могут содержать обитаемые экзопланеты. Источник: Североамериканская астрофизическая обсерватория.
Во—вторых, профиль сигнала в точности соответствует тому, что можно было бы ожидать от внеземного сигнала — в том смысле, что он имеет происхождение за пределами местной земной среды, в отличие от нечеловеческого разума. Ожидается, что телескоп, расположенный на широте Огайо, использующий вращение Земли для сканирования неба, будет иметь 72-секундное окно в любой точке неба, поэтому сигнал, поступающий издалека, будет увеличиваться в течение 36 секунд, прежде чем уменьшаться и снова затухать. Уровень сигнала «6EQUJ5» формирует кривую, которая имеет точно правильную форму.
Другой интригующий аспект Wow! Сигнал — это его очевидное происхождение. В фокусе Большого Уха было два питающих рожка, длинные оси параллельны друг другу, но каждый направлен в немного другом направлении. Невозможно точно сказать, какой из подающих сигналов услышал сигнал из-за способа обработки данных, но известно, что его услышал только один из подающих сигналов. Это означает, что, за исключением какого-либо земного происхождения или природного явления, есть две относительно небольшие области, обе в пределах созвездия Стрельца, откуда мог прийти сигнал. И это дает астрономам возможность начать поиски.
Шестьдесят Шесть Звезд
Один астроном на охоте за потенциальным источником Wow! Сигнал — Альберто Кабальеро. Альберто уже некоторое время возглавляет проект «Охота за обитаемыми экзопланетами», цель которого — побудить любителей использовать свои телескопы для обнаружения едва заметных изменений видимой яркости звезды, когда одна из ее планет проходит по ее поверхности. Похоже, что для такого измерения потребуется оборудование на миллионы долларов, но, как мы обсуждали с Альберто в хакерском чате в январе прошлого года, необходимое оборудование на удивление доступно и доступно по цене.
2MASS 19281982-2640123, звезда, подобная Солнцу, в пределах Вау! След сигнала. Источник: Альберто Кабальеро.
В качестве ответвления от этих усилий Альберто подробно рассмотрел звезды, расположенные в двух кусочках неба, которые Вау! Сигнал мог прийти откуда угодно. В препринте статьи, документирующей эту работу, Альберто изучил 66 звезд G- и K-типа в целевой области, среди многих тысяч других. (Наше собственное Солнце — звезда типа G, в то время как звезды типа K меньше и холоднее; оба являются привлекательными целями SETI.)
Из этой группы пятнадцать звезд кажутся похожими на Солнце. И только одна из этих звезд, 2MASS 19281982-2640123, имеет данные о светимости, необходимые для начала серьезной охоты за экзопланетами.
Конечно, все это только умозрительно. Вау! Сигнал с таким же успехом мог быть артефактом, природным явлением или даже исходить из-за пределов галактики. Но если у одной из звезд в области, которую слушало Большое Ухо 15 августа 1977 года, окажется потенциально обитаемая планета, вращающаяся вокруг нее, это будет еще один слой тайны Вау! Сигнал.
https://hackaday.com/2020/11/25/the-wow-signal-and-the-search-for-extraterrestrial-intelligence/
Загрузка...
