Введение
С поиском внеземной жизни связано множество вопросов, и одно из наиболее интригующих — это, почему мы до сих пор не обнаружили сигналы от инопланетян. Новое исследование предполагает, что космическая погода может мешать таким сигналам достигать Земли, что может объяснить молчание вселенной.
Что такое космическая погода?
Космическая погода включает в себя электромагнитные возмущения, возникающие в результате выбросов радиации, таких как солнечные ветры и корональные выбросы массы (CME) от звезд. Эти явления выбрасывают большое количество плазмы и электронов в межпланетное пространство, что мешает стабильности радиосигналов.
Влияние электронов на радиосигналы
Когда радиоволны взаимодействуют с плотными участками заряженных частиц, происходят различные негативные эффекты. Например, в рамках программы SETI (поиска внеземного разума) уже учитываются последствия рассеяния электронов в межзвездной среде между звездами. Когда радиоволна сталкивается с электроном в межзвездном пространстве, более низкие частоты взаимодействуют более сильно, что приводит к их задержке по времени по сравнению с более высокими частотами. Это объясняет, почему учёные SETI предпочитают искать узкополосные сигналы.
Узкополосные сигналы и их значение
Узкополосные сигналы, имеющие ширину всего в несколько герц, интересуют исследователей потому, что ничего в природе не производит таких строго ограниченных радиосигналов. Если мы обнаружим такой сигнал, это будет весомым аргументом в пользу его искусственного происхождения.
Непредсказуемые последствия космической погоды
Тем не менее, до недавнего времени никто не оценивал влияние плазмы и электронов, выбрасываемых звездами, на радиосигналы. Если технологически развитая цивилизация на далекой экзопланете попытается передать сообщение в глубокий космос, космическая погода в ее звездной системе может негативно повлиять на характеристики этого сигнала.
Вишал Гаджар из SETI Institute в Калифорнии отметил: «Поиски SETI часто оптимизированы для очень узких сигнала, и если сигнал расширяется под воздействием среды своей звезды, он может упасть ниже наших порогов обнаружения, даже если он на самом деле существует. Это может объяснить молчание, которое мы наблюдаем в поисках технологических сигнатур».
Диффракционное искрение
Наиболее вероятным эффектом космической погоды на узкополосные радиосигналы является явление, известное как диффракционное искрение. Это может привести к тому, что сигнал будет размываться по более широкому диапазону частот при взаимодействии с плазмой от звезды. Изначально узкополосный сигнал может иметь сильную мощность на нескольких частотах, но размытие распределяет эту мощность по более широкому диапазону частот, что снижает его силу.
Моделирование влияния космической погоды
Гаджар и его коллега Грейс Браун решили не только выявить проблему, но и количественно оценить влияние космической погоды, чтобы облегчить ее минимизацию в ходе поисков SETI. Для этого они сначала проанализировали радиосигналы между Землей и космическими миссиями, исследующими нашу солнечную систему. Они откалибровали, как колебания солнечного ветра и выбросы от CME могут влиять на узкополосные сигналы, усреднив эти данные во времени.
Результаты моделирования
В ходе моделирования Гаджар и Браун исследовали миллион ближайших звёзд, похожих на Солнце и красных карликов, с учетом влияния космической погоды на известную активность этих звёзд. Моделирование показало, что 70% звёзд приводят к расширению сигналов более чем на 1 Гц, а 30% — более чем на 10 Гц, особенно среди красных карликов, известных своей сильной звездной активностью.
Еще более серьезно, если в момент передачи сигнала произойдет CME, это может привести к расширению более чем на 1000 Гц, что сделает сигнал полностью невидимым для детекторов, ориентированных на очень узкополосные сигналы.
Заключение
Теперь, когда мы понимаем возможные влияния космической погоды на радиосигналы, можно предпринять шаги для минимизации их воздействия. Как мы можем оценить степень рассеяния в межзвездной среде, так и алгоритмы могут помочь устранить эффект дрейфа Доплера. Это открытие открывает новые горизонты в поисках внеземной жизни и помогает лучше понимать то, что может мешать нам обнаружить технологически продвинутые цивилизации.
