Tajemnica kosmicznej ciszy i Paradoksu Fermiego
W 1950 roku fizyk Enrico Fermi zadał prowokujące pytanie, które do dziś dręczy badaczy kosmosu. Biorąc pod uwagę ogrom Wszechświata i miliardy potencjalnie nadających się do życia planet, dlaczego nie wykryliśmy żadnych technologicznych śladów obcych cywilizacji? Do tej pory w poszukiwaniach SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) skupiano się głównie na wychwytywaniu bardzo wąskopasmowych sygnałów radiowych – ostrych skoków mocy emisji radiowej, obejmujących zaledwie kilka herców. „Takie sygnały nie występują naturalnie,” wyjaśnia Evan Keane, astronom z Trinity College Dublin, który nie brał udziału w badaniach. „Jeśli więc widzisz coś bardzo wąskopasmowego, wiesz, że pochodzi to z czegoś interesującego.” Tego typu technosygnatury, generowane na przykład przez marsjańskie łaziki, byłyby łatwe do wykrycia. Problem w tym, że nigdy nie zaobserwowano ich z ewidentnie niehumanitarnego źródła.
Jak kosmiczna pogoda zakłóca przekaz?
Nowe badania sugerują, że astronomowie mogli szukać niewłaściwego kształtu sygnału. Okazuje się, że plazmaemitowana przez gwiazdy macierzyste egzoplanet może znacząco zmieniać sygnały radiowe, zanim dotrą one do Ziemi. Za to zjawisko odpowiada tak zwana kosmiczna pogoda, czyli zmiany w środowisku kosmicznym wywołane przez naładowane cząstki, promieniowanie oraz gigantyczne obłoki plazmy, takie jak koronalne wyrzuty masy (CME), emitowane przez gwiazdy – w tym nasze Słońce. Badacze stwierdzili, że kosmiczna pogoda może poszerzać hipotetyczne technosygnatury, rozpraszając ich moc na większym zakresie częstotliwości, co drastycznie utrudnia ich detekcję.
Czytaj także: Paradoks Fermiego i przerażające rozwiązanie. Takiego wyjaśnienia byśmy nie chcieli
„Jeśli sygnał zostanie poszerzony przez środowisko swojej własnej gwiazdy, może zejść poniżej naszych progów wykrywania, nawet jeśli tam jest, potencjalnie pomagając wyjaśnić część radiowej ciszy, którą obserwujemy w poszukiwaniach technosygnatur,” powiedział Vishal Gajjar, astronom z SETI Institute i główny autor pracy. Jego zespół, wraz z Grayce Brown, zaproponował konkretny mechanizm tłumaczący, dlaczego „kosmiczne wiadomości” mogą do nas nie docierać w oczekiwanej formie.
Modelowanie niewidzialnego: od sond kosmicznych do odległych egzoplanet
Aby zrozumieć wpływ kosmicznej pogody, Gajjar i Brown przeanalizowali, jak historycznie wpływała ona na komunikację między Ziemią a naszymi własnymi statkami kosmicznymi, takimi jak sonda Mariner IV, która przeleciała obok Marsa w latach 60. XX wieku, oraz sondy Viking, wystrzelone w 1977 roku. Zebrali jedną z największych kolekcji przykładów poszerzania sygnałów i wykorzystali te dane do określenia, jak inne gwiazdy podobne do Słońca wpływałyby na środowisko wokół swoich egzoplanet. Na tej podstawie zespół obliczył, co stałoby się z hipotetycznym obcym sygnałem wąskopasmowym, pochodzącym z takiej planety.
Następnie naukowcy skupili się na gwiazdach typu M – najpowszechniejszym typie w Drodze Mlecznej, stanowiącym trzy czwarte wszystkich gwiazd w naszej galaktyce. Wiele z nich istnieje od wczesnego Wszechświata, co daje im mnóstwo czasu na rozwój zaawansowanego życia. Modelując, co mogłoby się stać z wąskopasmowymi technosygnaturami pochodzącymi z egzoplanet krążących wokół tych gwiazd i podróżujących przez międzyplanetarną plazmę, odkryli, że sygnały te byłyby jeszcze bardziej rozmyte przez kosmiczną pogodę, co czyniłoby je jeszcze trudniejszymi do wykrycia.
Przełom dla SETI: nowe podejście do poszukiwań
Autorzy pracy nie tylko zidentyfikowali problem, ale także zaproponowali rozwiązanie. Przedstawili ramy teoretyczne, które pozwalają oszacować, jak bardzo sygnał zostanie poszerzony, biorąc pod uwagę jego częstotliwość i typ gwiazdy, wokół której krąży jego egzoplaneta. To oznacza, że Paradoks Fermiego „nie jest wyłącznie dowodem na brak nadajników, ale także odzwierciedleniem naszych ograniczeń detekcyjnych, wynikających z niedopasowania między założoną a rzeczywistą morfologią sygnału,” jak piszą naukowcy.
Czytaj także: To ona zrobiła gigantyczne bąble w centrum galaktyki. Teraz dotarła do Ziemi
Badania zostały bardzo dobrze przyjęte w środowisku naukowym. Michael Garrett, astrofizyk z University of Manchester, określił je jako „solidny wkład, na który powinni zwrócić uwagę badacze SETI i zespoły zajmujące się przetwarzaniem sygnałów.” Podkreślił również, że siłą pracy jest jej zakorzenienie w rzeczywistych pomiarach, czerpiących z dziesięcioleci obserwacji statków kosmicznych. Z kolei Andrew Siemion, dyrektor Breakthrough Listen Oxford Hub, zaznaczył, że to pierwsza praca badająca środowisko wokół egzoplanet i jego wpływ na wykrywalność. „Praca oferuje bardzo konkretny mechanizm, dzięki któremu kandydat na sygnał mógłby zostać ostatecznie zwalidowany jako prawdopodobnie pochodzący z odległego układu planetarnego,” dodaje Siemion.
Zalecenia autorów są jasne: przyszłe poszukiwania, zwłaszcza z wykorzystaniem czułych teleskopów nowej generacji, takich jak SKA-Low, powinny uwzględniać zjawisko poszerzania sygnałów. Odkrycie to stanowi znaczący krok naprzód dla SETI, otwierając drzwi do przemyślenia naszych dotychczasowych strategii i być może – w końcu – usłyszenia „telefonu” z kosmosu.
