Dünyanın en büyük radyo teleskobu, uzaylılardan gelen bir sinyal için 33 dış gezegeni taradı

Çin’de bulunan Beş Yüz Metre Açıklıklı Küresel Teleskop (FAST), şu anda dünyanın en büyük ve en gelişmiş radyo gözlemevidir. Birincil amacı büyük ölçekli nötr hidrojen araştırmaları (evrendeki en yaygın element) yapmak, pulsarları incelemek ve Hızlı Radyo Patlamalarını (FRB’ler) tespit etmek olsa da, bilim adamları diziyi Dünya Dışı Zeka Arayışında (SETI) kullanmayı planladılar. ). Bu çalışma alanının ayrılmaz bir parçası, ileri bir uygarlığın varlığını gösteren teknolojik faaliyet işaretleri olan tekno-imzaların araştırılmasıdır.

1960’larda ilk araştırmaların başlamasından bu yana birçok potansiyel tekno-imza önerilmiş olsa da, radyo yayınları hala en olası kabul ediliyor ve en çok çalışılan olmaya devam ediyor. Yakın tarihli bir ankette, SETI araştırmacılarından oluşan uluslararası bir ekip, “MBCM kör arama modu” adını verdikleri yeni bir yöntemi kullanarak 33 ötegezegen sisteminde hedefli bir arama gerçekleştirdi. Ekip, bu modu kullanarak iki “özel sinyal” tespit ederken, bunların gelişmiş bir türden iletim olduğu fikrini reddetti. Bununla birlikte, anketleri bu yeni kör modun etkinliğini gösterdi ve gelecekte makul aday sinyallerine yol açabilir.

Anket, FAST işbirliğini, Breakthrough Listen’i ve çok sayıda üniversite ve enstitüyü temsil eden araştırmacılar tarafından gerçekleştirildi. Buna Pekin Normal Üniversitesi Astronomi ve Astrofizikte Sınırlar Enstitüsü, Pekin Bilim ve Teknoloji Akademisi, UC Berkeley’deki Uzay Bilimleri Laboratuvarı (SSL), Dezhou Üniversitesi Astronomi Bilimleri Enstitüsü, Fizik ve Elektronik Mühendisliği Koleji dahildir. Qilu Normal Üniversitesi ve Glasgow Üniversitesi’nde. Çalışmalarını anlatan makale yayınlanmak üzere kabul edildi. Astrofizik Dergisi.

İlk SETI deneyi (Project Ozma), 1960 yılında Drake Denklemi’ne adını veren Profesör Frank Drake’in yönetiminde gerçekleşti. O zamandan beri çoğu SETI deneyi, yıldızlararası uzayda yayılmadaki etkinlikleri nedeniyle radyo iletişimlerini tekno-imza olarak aradı. İlk deneyler, 1,4 ve 1,6 gigahertz (GHz) radyo frekanslarına karşılık gelen nötr hidrojen (21 cm) ve hidroksil (18 cm) soğurma çizgisi gibi belirli frekanslarda arama yaptı.

Ancak teknolojinin ilerlemesi ile SETI sistemlerinin mevcut bant genişliği onlarca GHz aralığına genişledi. Buna ek olarak, SETI anketleri, RFI’yi ele almak ve onu sinyal gürültüsünden filtrelemek için Çok Işınlı Tesadüf Eşleştirme (MBCM) olarak bilinen bir stratejiye güvenmeye başladı. SETI Enstitüsü, UC Berkeley’de araştırmacı ve çalışmanın ortak yazarlarından biri olan Dr. Vishal Gajjar, Universe Today’e e-posta yoluyla şunları açıkladı:

“Tek çanak radyo teleskopları, kol mesafesinde tutulan bir kalemin ucu büyüklüğünde olan, ışın olarak bilinen, gökyüzünün küçük bir bölümünü gözlemler. Doğruluklarına rağmen, bu teleskoplar genellikle yakındaki karasal kaynaklardan gelen parazitleri toplar. Bu sorunun üstesinden gelmek için, bazı teleskoplar, gökyüzünün birkaç küçük alanını aynı anda gözlemlemelerine izin veren çoklu ışınlarla donatılmıştır.Tüm ışınlarda aynı anda ilgilenilen sinyalleri arayarak, bir sinyalin gerçekten bir kaynaktan gelip gelmediğini belirleyebiliriz. gökyüzünde veya parazitin bir sonucuysa. Birden fazla ışında bir sinyal algılandığında, karasal girişim olması muhtemeldir.”

Gajjar’a göre, MCBM’nin üç ana nedenden dolayı geleneksel yöntemlerden daha iyi olduğu düşünülüyor. Bunlar şunları içerir:

1. Artırılmış doğruluk ve sağlamlık: MBCM, karasal girişimin neden olduğu yanlış pozitif tespitleri ortadan kaldırarak daha doğru sonuçlara yol açabilir. MBCM, karasal kaynaklardan gelen parazitlere karşı daha az hassastır, bu da onu geleneksel yöntemlerden daha sağlam ve güvenilir kılar.
2. Daha hızlı işleme: MBCM, gerçek zamanlı olarak gerçekleştirilebilir, bu da onu sonradan işleme gerektiren geleneksel yöntemlerden daha hızlı hale getirir.
3. Artırılmış kapsama alanı: MBCM, birden çok ışın kullanarak daha geniş bir görüş alanı sağlar ve tek bir ışından daha fazla kapsama sağlar.

Bu üçüncü avantaj, Dr. Gajjar ve uluslararası ekibin çalışmalarının ayrılmaz bir parçasıydı. FAST teleskopu, dünyanın en büyük radyo dizisidir ve gökbilimcilerin gökyüzünde 19 farklı konumu aynı anda gözlemlemelerine olanak tanıyan 19 huzmeli bir alıcı ile donatılmıştır. FAST cihazlarıyla eşleştirildiğinde, MCMB tekniği parazit kaynaklarını etkili bir şekilde ortadan kaldırır ve doğru gözlemler sağlar. Ekip, çalışmaları için geleneksel MBCM stratejisini ve “MBCM kör arama modu” adını verdikleri yeni bir arama yöntemini kullanarak yakındaki 33 ötegezegeni gözlemledi.

Makalelerinde belirttikleri gibi, kör arama modu, yakın zamanda FRB’leri incelemek için geliştirilen çok ışınlı kör arama modundan esinlenmiştir. Temel fikir, FAST’ın 19 huzmesinin tamamını ETI sinyallerini aramak için kullanmaktır; burada merkezi huzme (Işın 1) bir hedefi takip ederken diğerleri referans huzmeleri olarak hizmet eder. Bir sinyal bitişik olmayan huzmeleri, dörtten fazla bitişik huzmeyi veya bir hatta üç veya daha fazla huzmeyi kapsıyorsa, ekip sinyali RFI olarak sınıflandırdı. Ayrıca, kaynağı ETI olan radyo sinyallerini gösterebilecek dört ışın kapsama düzenlemesini de tanımlarlar.

Aşağıdaki diyagramda gösterildiği gibi, bunlar arasında FAST’ın 19 kirişinden herhangi biri, bitişik kirişlerden ikisi (Şekil 1a), bir eşkenar üçgen oluşturan üç bitişik kiriş (Şekil 1b) ve kompakt bir eşkenar dörtgen oluşturan dört bitişik kiriş (Şekil 1c) bulunmaktadır. . Bu dört kategoriye uymayan herhangi bir ışın kapsama düzenlemesi (diyagramın ikinci satırındaki üç örnek gibi) yanlış pozitif olarak kabul edildi ve reddedildi. Gajjar’ın belirttiği gibi, bu makale, aynı 33 ötegezegen sisteminin FAST ile hedeflenen gözlemlerini gerçekleştirdikleri önceki çalışmalara dayanmaktadır:

“Bu gözlemler sırasında, 19 huzmeli alıcımızın merkez huzmesini her bir hedefe yönelttik ve yalnızca hedefin bulunduğu merkez hüzmeden gelen verileri analiz ettik. İlgi çekici bir sinyal tespit edilirse, aynı frekansı çapraz kontrol ettik. karasal paraziti ortadan kaldırmak için diğer ışınlar. Mevcut yazıda, görüş alanında herhangi bir dış gezegen sisteminin varlığına bakılmaksızın, 19 ışının tamamında körü körüne sinyaller arayarak daha kapsamlı bir arama gerçekleştiriyoruz. Bu yaklaşım, agnostik bir ışınlarımızda bulunan herhangi bir potansiyel ilgi hedefi hakkında önceden bilgi sahibi olmadan arama yapın.”

Ekip, bu 33 ötegezegeni taradıktan sonra oldukça sıra dışı ve merak uyandıran iki sinyal fark etti. Gajjar ile ilgili olarak, bu sinyalleri değerlendirmek zor olsa da (sadece bir ışında göründükleri için), kapsamlı bir incelemeden sonra bunların sadece RFI paraziti olduğuna karar verdiler:

“Sinyallerden biri, teleskobun iki polarizasyonundan yalnızca birinde mevcuttu. Normalde, gökyüzü tabanlı kaynaklar, daha uzun bir gözlem süresi boyunca her iki polarizasyonda da benzer yoğunluk gösterirdi, ancak bu ilk sinyal için geçerli değildi. göz ardı etmeyi kolaylaştırıyor. İkinci sinyal, her iki polarizasyonda da aynı yoğunluğu gösterdiği için daha ilgi çekiciydi. Daha yakından incelediğimizde, ikinci sinyalin frekansının bilinen parazit kaynaklarına çok yakın olduğunu keşfettik.”

Başka bir durumda, verilerin daha ayrıntılı incelenmesi, bir ışında çok düşük bir sinyal-gürültü (STN) oranına sahip bir sinyal ortaya çıkardı. Ekip ayrıca, davranışı tanımladıkları diğer RFI örneklerine benzer olduğu için bu sinyali de reddetti. Net bir tekno imza tespit edilmese de anket, ekibin sessiz mod tekniğini test etme yöntemi nedeniyle paha biçilmezdi. Dahası, belirlenen iki sinyal, önümüzdeki yıllarda Çığır Açan Dinleme (şimdiye kadar yapılmış en büyük SETI çabası) tarafından yürütülebilecek takip gözlemleri için uygun hedeflerdir.

Gajjar, “Bu, SETI alanında çığır açan bir adımdır” dedi. “SETI’de bu teknik ilk kez konuşlandırıldı. Bu benzersiz teknik, yanlış pozitiflerin miktarını azalttığı ve dünya dışı uygarlıklardan gelen sinyallerin daha verimli bir şekilde aranmasına izin verdiği için yararlı olabilir. Parazit miktarını azaltarak, çok ışınlı çakışma reddetme, aramanın hassasiyetini artırır ve aksi takdirde gözden kaçabilecek zayıf sinyallerin algılanmasını kolaylaştırır.”