Астрофизики: плазма красных карликов размывает радиосигналы инопланетян

Мы привыкли считать, что если во Вселенной есть разум, он обязательно «стучится» к нам радиосигналом. Четким, узким, как лазерный луч. Но вот парадокс: мы слушаем уже полвека — тишина. И, как выяснилось, проблема может быть не в том, что некому стучать, а в том, что сама Вселенная глушит этот стук. Новое исследование в The Astrophysical Journal впервые дало количественную оценку этому эффекту. И она отрезвляет.

Почему сигнал «съедается» космосом

Суть проста: пространство между звездами не пустое. Оно заполнено плазмой — потоком заряженных частиц, который звезды выдувают в космос (наш солнечный ветер — лишь частный случай). Когда радиоволна проходит через такую среду, она рассеивается. Представьте, что вы кричите в ураган — ваш голос разорвет на куски и унесет в сторону. С сигналом происходит то же самое.

Ученые провели расчеты на реальных данных — они взяли телеметрию с зондов Mariner IV и Viking и посмотрели, как солнечный ветер искажал их связь с Землей. Результат: узкополосный сигнал (тот самый «чистый пик» на частоте, который в природе не встречается и считается маркером технологии) размывается в широкий шум. Телескоп видит просто «белый лист» — и пропускает послание.

Ключевая цифра: эффект рассеяния напрямую зависит от частоты. Чем ниже частота, тем сильнее искажение. А большинство наших поисковых программ ориентированы именно на диапазон от 1 до 10 ГГц — так называемое «окно», где космический шум минимален. Но, как показало исследование, для сигналов от красных карликов это окно может оказаться закрытым ставнями.

Красные карлики — главные подозреваемые

Здесь начинается самое интересное. Звезды класса M (красные карлики) — самые распространенные в галактике. На их долю приходится около 75% всех звезд. И именно вокруг них астрономы находят большинство потенциально обитаемых планет. Казалось бы, идеальная цель для поиска.

Но вот засада: красные карлики живут долго и «спокойно», но их молодость — это ад. Они генерируют мощнейшие вспышки и очень плотный звездный ветер. Исследование показало, что плазма вокруг таких звезд рассеивает сигналы в 10–100 раз сильнее, чем солнечный ветер в нашей системе. То есть, если рядом с красным карликом есть цивилизация, которая шлет сигнал на частоте 1 ГГц, мы его просто не увидим — он превратится в шум еще до того, как покинет пределы своей системы.

Личное наблюдение автора: Недавно я заметил, что в научной фантастике красные карлики часто изображают как «уютные» звезды для колоний. Реальность жестче. Если мы когда-нибудь решим слушать именно их, нам придется строить телескопы, способные ловить сигналы на гораздо более высоких частотах — или менять сами алгоритмы поиска. Сейчас мы ищем иголку в стоге сена, но даже не знаем, что иголка может быть не металлической, а пластиковой — наш детектор на нее не реагирует.

Что делать? Дисперсия как новый фильтр

Команда исследователей не просто констатировала проблему. Они разработали метод, который позволяет рассчитать степень рассеяния сигнала в зависимости от двух параметров: частоты волны и типа звезды. Это, по сути, математическая модель «шумового фильтра» космоса.

Рекомендация авторов адресована конкретному инструменту — будущему радиотелескопу SKA-Low (Square Kilometre Array). Его планируют запустить в ближайшие годы, и он будет обладать беспрецедентной чувствительностью. Но если не заложить в его алгоритмы поправку на дисперсию от плазмы, он рискует потратить годы на прослушивание «белого шума», принимая его за пустоту.

Вот три практических вывода для тех, кто следит за темой SETI:

• Не все молчание — признак отсутствия жизни. Тишина может быть результатом физики, а не биологии.
• Красные карлики — сложная цель. Искать там надо на частотах выше 5–10 ГГц, где рассеяние минимально.
• SKA-Low нужно перенастроить. Если этого не сделать, мы получим самый дорогой «слушатель тишины» в истории.

Парадокс Ферми получает новое ребро

Парадокс Ферми («Где же все?») раньше объясняли либо редкостью разума, либо его короткой жизнью (цивилизации самоуничтожаются). Теперь добавилось третье, чисто физическое объяснение: мы просто не туда смотрим и не так слушаем. Межзвездная среда меняет форму сигнала до неузнаваемости, а наши алгоритмы заточены под «идеальный» сигнал из учебника.

Астроном Майкл Гарретт, комментируя работу, справедливо заметил: узкополосные сигналы — лишь один из методов. Возможно, развитые цивилизации используют что-то другое: лазеры, нейтрино или гравитационные волны. Но пока мы не научимся учитывать искажения от плазмы, мы будем похожи на человека, который ищет ключи под фонарем, потому что там светло, а не потому, что они там лежат.

Резюме от автора: Исследование не говорит, что инопланетян нет. Оно говорит, что наша аппаратура близорука. Хорошая новость в том, что это лечится — достаточно скорректировать алгоритмы. Плохая новость: мы могли уже пропустить сигнал, который прошел прямо перед нашим носом, просто потому, что он «размазался» по частотам. Вселенная не обязана подстраиваться под наши телескопы. Пора нам подстроиться под нее.

По материалам: iXBT