Если далекие инопланетяне хотят связаться с Землей, есть специальная команда ученых, готовых принять вызов. В течение 35 лет Институт SETI, названный в честь поисков внеземного разума, был единственной в мире исследовательской организацией, систематически сканирующей небеса на предмет признаков потусторонней жизни.
У института, который был основан в Маунтин-Вью, штат Калифорния, 20 ноября 1984 года, были свои взлеты и падения: от потери финансирования НАСА в 1993 году до строительства массива телескопов Аллена, который начал собирать радиоданные в 2007 году. Сейчас в его число входят 100 ученых, многие из которых не только слушают небеса, но и исследуют, какие миры могут быть дружественными к жизни.
«Мы хотим смотреть на все небо, все время», — сказала Джил Тартер, соучредитель института.
Прислушиваясь к сигналу
Инопланетяне могут использовать различные методы, чтобы объявить о своем присутствии — преднамеренное или иное — поэтому астрономы SETI сканируют небо на предмет различных видов переходных сигналов. Они включают в себя радиосигналы, в основном в микроволновом диапазоне, поскольку они могут передаваться во всех направлениях и их легче обнаружить. Именно это и произошло в романе Карла Сагана «Контакт» 1985 года, который впоследствии был превращен в фильм с Джоди Фостер в роли радиоастронома, который обнаруживает звуковые импульсы в группах простых чисел.
Вспыхивающие импульсы лазерного света также могли быть признаком того, что инопланетяне хотят быть найдены, как далекий человек, стреляющий вспышкой. Можно было бы различить и другие признаки технологически развитой цивилизации. Массивная надстройка, похожая на огромную сферу, построенную вокруг звезды, чтобы использовать ее энергию, или гигантские орбитальные зеркала, используемые для отражения света, могут испускать ненужные тепловые или радиационные сигналы, которые не происходят естественным образом.
В 2000-х годах ученые из Института SETI создали массив телескопов Аллена в Каскадных горах на северо-востоке Калифорнии, чтобы каждую ночь искать радиосигналы, которые могут поступать из технологических, а не астрономических источников. В настоящее время они также устанавливают 96 камер по всему миру в новом проекте Laser SETI, предназначенном для наблюдения за лазерными импульсами, направленными на Землю с любой из тысяч далеких планет, обнаруженных телескопом Кеплера НАСА за последнее десятилетие.
Каковы шансы на успех?
Вероятность того, что SETI однажды обнаружит сигнал от разумных пришельцев, частично отражена уравнением Дрейка, введенным астрономом и пионером SETI Фрэнком Дрейком в 1960-х годах. Он описывает шансы существования населенной планеты с формами жизни, с которыми мы могли бы общаться. По существу, уравнение учитывает, сколько планет есть вокруг звезд в галактике, и из этих планет, сколько может поддерживать жизнь, развивается ли разумная жизнь из этого, и являются ли эти формы жизни достаточно общительными и их планета достаточно близка к Земле, чтобы посылать нам сообщения.
Многое изменилось в исследовании SETI с тех пор, как уравнение было впервые разработано, и у астрономов есть лучшие ответы на некоторые из этих вопросов. Это во многом благодаря открытию более 4000 экзопланет в нашем галактическом районе. По словам Тартера, в Млечном Пути планет больше, чем звезд.
Теперь, когда ясно, что планеты настолько многочисленны и разнообразны, ученые из SETI хотят выяснить, какие из них имеют шанс принять жизнь. «Большим изменением стало смещение акцента в сторону астробиологии. Сегодня большинство ученых здесь изучают жизнь в космосе, как на Марсе, Энцеладе, Европе и в других местах”, — сказал Сет Шостак, старший астроном Института SETI.
Исследования в SETI и в других местах показали, что каждая четвертая из обнаруженных к настоящему времени планет имеет правильную температуру — ни слишком горячую, ни слишком холодную — для жидкой воды и, возможно, жизни.
«Стало более популярным говорить о поиске жизни во вселенной», — сказал Джейсон Райт, астроном из Университета штата Пенсильвания. «Я думаю, что Карл Саган потратил много времени для разработки астрономии с точки зрения нахождения места человечества в космосе и ответа на вопрос: «мы одни?» — но это его видение стало стандартным. Институт SETI воплотил это во всех исследованиях астробиологии, которые он проводит.
В поисках признаков жизни
Чтобы выяснить, обитаем ли мир, ученым нужно как можно больше информации. Астрономы начинают с оценки таких вещей, как размер планеты, ее орбита и насколько гостеприимна ее звезда-хозяин. Но затем они исследуют дальше, если это возможно, в поисках признаков жизни в атмосфере. Если жизнь в другом месте во Вселенной похожа на Землю, можно найти кислород в атмосфере, хотя теперь известно, что планета должна быть покрыта жизненными формами, чтобы кислород достиг определяемых уровней.
Метан и углекислый газ, вероятно, также являются распространенными побочными продуктами жизни, но такие геологические источники, как вулканы, также производят их, поэтому нет гарантии, что их присутствие указывает на присутствие инопланетян на поверхности.
Поиск жизни среди звезд только начинается, и исследователи SETI и астробиологи в целом могут рассчитывать на множество новых телескопов, чтобы помочь их усилиям. Это включает в себя массив квадратных километров, который будет опираться на успех массива Аллена, сказал Тартер.
СКА — это запланированная система радиотелескопов, которая будет построена в Южной Африке и Западной Австралии в течение следующего десятилетия. Имея около 200 широко разнесенных тарелочных антенн, он будет воспринимать инопланетные сообщения более чувствительно, чем раньше.
Кроме того, спутник НАСА Transiting Exoplanet Survey и предстоящий космический телескоп Джеймса Уебба наверняка найдут еще много каменистых планет, хотя, возможно, не удастся собрать достаточно информации о них, чтобы сказать, будут ли они гостеприимны к жизни.
Чтобы сделать это, вам нужен телескоп, который непосредственно отображает планеты в инфракрасной части светового спектра, где звезда-хозяин не затопляет сигнал, сказал Джеймс Кастинг, астроном из штата Пенсильвания. НАСА находится в процессе выбора проекта для такого телескопа и планирует запустить его примерно через 20 лет. «Теоретически, с прямой визуализацией вы получаете лучший спектр с лучшим отношением сигнал-шум. Что еще более важно, вы можете видеть планеты вокруг всех звезд, которые имеют их», — сказал Кастинг. Только около одной из 200 планет можно найти, отыскивая их, проходящих впереди и позади их звезд, и обнаруживая тусклый свет.
Несмотря на то, что еще не было обнаружено чужеродного сигнала, ученые все еще делают важные открытия со всеми этими телескопами и технологиями, включая понимание плохо изученных объектов, таких как быстрые радиовсплески, исходящие от других галактик, и гибридный комет-астероид под названием «Оумуамуа», который недавно посетил солнечную систему из-за пределов Солнечной системы.
“Я предполагаю, что это поиск поколений, — сказал Райт. — Что вселяет в меня оптимизм, так это то, что когда мы ищем аномалии, мы почти всегда находим их, и они почти всегда интересны.”
Тартер также считает SETI долгосрочным проектом. «Вы не встаете с постели каждое утро и не говорите: сегодня день, когда я собираюсь найти сигнал. Но вы встаете с постели и говорите: «Я собираюсь сегодня кое-что сделать, чтобы улучшить наши возможности поиска, сделать наш поиск лучше».