Новое исследование с учётом экзопланет устанавливает более точные границы поиска радиотехносигнатур

В новом исследовании, опубликованном в The Astronomical Journal, учёные использовали известную популяцию экзопланет и экстраполировали её на гораздо большую, неизвестную популяцию, чтобы установить более точные пороговые значения для планетарных эффектов в сигналах от ВЦ (внеземных цивилизаций).

Предыдущая рекомендация для порогового значения "скорости дрейфа" (drift rate), вызванного движением планеты вокруг своей звезды, составляла 200 нГц. В этой работе ведущий автор Меган Грейс Ли и её команда обнаружили, что для 99% случаев с известными экзопланетами достаточно значения 53 нГц, а для звёзд без известных планет это значение падает до 0.44 нГц.

Эти значительные, основанные на данных снижения рекомендуемого порога скорости дрейфа приведут к существенной экономии машинного времени и, следовательно, повышению эффективности будущих кампаний SETI (Поиск внеземного разума).

"Эта работа даёт более глубокое представление о том, как могут выглядеть сигналы, переданные внеземными цивилизациями, если они исходят с экзопланет, информируя не только о пространстве параметров для поиска техносигнатур, но и о возможных интерпретациях обнаруженных сигналов", — сказала Ли.

Из-за эффекта Доплера радиочастотный сигнал, отправленный с далёкой экзопланеты на Землю, может наблюдаться на более высокой или более низкой частоте. Этот частотный сдвиг также будет меняться со временем из-за относительного движения между экзопланетой и Землёй. Этот эффект называется "скоростью дрейфа".

При поиске потенциальных радиосигналов с экзопланет в рамках SETI важно учитывать различные факторы, влияющие на эту скорость дрейфа, включая орбиту и вращение экзопланеты, а также орбиту и вращение Земли.

Первая часть работы Ли была сосредоточена на экзопланетах из архива NASA Exoplanet Archive (NEA). Ли рассчитала распределения орбитальной скорости дрейфа для более чем 5300 известных экзопланет, создав инструмент для быстрого расчёта ожидаемых скоростей дрейфа для любой экзопланетной системы. Исследователи обнаружили, что 99% от общего распределения скоростей дрейфа укладывается в 53 нГц.

"Эти результаты подразумевают, что во многих случаях скорость дрейфа будет настолько низкой, что мы сможем расставить приоритеты по другим параметрам (например, охватить больше частот или анализировать наборы данных быстрее), не беспокоясь, что пропустим истинные сигналы", — сказала доктор София Шейх, соавтор и научный руководитель работы.

Вторая половина статьи Ли моделировала "скорректированные" (de-biased) популяции экзопланет, которые могут лучше представлять характеристики экзопланет в случайной выборке из галактики, а не только наиболее очевидные для обнаружения.

Например, известные планеты, как правило, имеют "крайние" (edge-on) орбиты, потому что такие системы легче всего обнаружить с помощью двух самых распространённых методов поиска планет — метода транзитов и метода радиальных скоростей. Однако у таких орбит скорость дрейфа намного выше, чем у планет со случайным наклоном орбиты (inclined) относительно луча зрения наблюдателя.

Группа обнаружила, что скорости дрейфа в 0.44 нГц для любой случайной звезды будет достаточно, чтобы захватить 99% гипотетических сигналов от любых обращающихся вокруг неё экзопланет.

Поиск в два раза большего диапазона скоростей дрейфа требует в два раза больше вычислений. Это новое исследование, которое снижает рекомендуемые пределы в 4 раза (для звёзд с известными планетами) или более чем в 400 раз (для звёзд без известных планет), значительно сократит ненужные вычисления. Это позволит будущим учёным SETI точнее настраивать параметры скорости дрейфа в своих поисках, чтобы лучше соответствовать конкретным наблюдаемым системам.

Эти новые, более узкие диапазоны максимальных скоростей дрейфа представляют собой значительный выигрыш в эффективности в поиске потенциальных радиосигналов от технологически развитой внеземной жизни.