对 1,300 多颗恒星的调查发现了无法解释的光脉冲

六十多年前,寻找外星智能 (SETI) 正式开始奥兹玛项目格林班克天文台在弗吉尼亚州西岸。

由著名天文学家弗兰克·德雷克 (Frank Drake) 领导(他创造了Drake 方程),该调查使用天文台的 25 米(82 英尺)天线进行监测厄普西隆·艾瑞达尼陶塞蒂– 附近的两颗类似太阳的恒星 – 1960 年 4 月至 7 月之间。

从那时起,在不同波长进行了多次调查,以寻找技术活动(又名。'技术签名') 围绕其他恒星。

虽然没有找到确凿的证据表明存在先进的文明,但在许多情况下,科学家们不能排除这种可能性。

最近的论文,资深 NASA 科学家理查德·斯坦顿描述了他对 1300 多颗类太阳恒星的光学 SETI 信号的多年调查结果。正如他所指出的,这项调查揭示了来自距离地球约 100 光年的类太阳恒星的两个快速相同的脉冲,这与四年前观测到的不同恒星的相似脉冲相匹配。

Stanton 博士是 NASA 喷气推进实验室 (JPL) 的资深人士,他的工作包括参与航海者号任务并担任重力恢复和气候实验(GRACE) 任务。

退休后,他致力于使用加利福尼亚州大贝尔市 Shay Meadow 天文台的 76.2 厘米(30 英寸)望远镜和他设计的多通道光度计寻找外星智能 (SETI)。描述他的调查结果的论文发表在杂志上宇航学报.

多年来,Stanton 一直使用这些仪器观测 1,300 多颗类太阳恒星的光学 SETI 信号。与使用无线电天线寻找潜在外星传输证据的传统 SETI 调查不同,光学 SETI 寻找可能由激光通信或定向能阵列产生的光脉冲。

后一个例子近年来已被考虑,这要归功于Starshot 项目、美国宇航局的用于星际探索的定向能量推进(DEEP-IN) 概念,以及类似的星际任务概念。

正如 Stanton 所指出的,光学 SETI 领域的根源可以追溯到1961 年研究作者:Schwartz 和 Townes。他们推断,外星智能 (ETI) 发送比他们的恒星更亮的光信号的最佳方式是使用强烈的纳秒激光脉冲。

使用特殊设备在红外波长、高分辨率光谱或可见光中搜索这些脉冲。由于 Stanton 通过电子邮件与 Universe Today 相关,因此他的 SETI 搜索与传统的光学调查不同:

“我的方法是使用光子计数盯着一颗恒星大约 1 小时,以被认为是天文学非常高的时间分辨率(100 微秒样本)对恒星的光进行采样。

“然后搜索生成的时间序列以查找脉冲和光音。该仪器使用现成的组件,这些组件可以组装到基于 PC 的系统中。我不确定是否有其他人在做这件事时投入了大量的时间。我不知道发现任何类似的脉冲。

经过多年的寻找,斯坦顿在观测HD 89389时报告了一个意想不到的“信号”,HD 89389是一颗比我们的太阳略亮、质量更大的F型恒星,位于大熊座。

根据 Stanton 的论文,这个信号由两个相隔 4.4 秒的快速、相同的脉冲组成,在之前的搜索中没有发现。然后,他与飞机、卫星、流星、闪电、大气闪烁、系统噪声等。

正如他解释的那样,在 HD89389 周围检测到的脉冲的几件事使它们与以前看到的任何东西都不同:

“一种。恒星变得更亮-更暗-更亮,然后回到其环境水平,所有这些都在大约 0.2 秒内完成。这种变化太强了,不可能由随机噪声或大气湍流引起。如何使一颗直径超过 100 万公里的恒星在十分之一秒内部分消失?这种变化的来源不可能像恒星本身那么远。

b.在所有三个事件中,都可以看到两个基本相同的脉冲,间隔 1.2 到 4.4 秒(第三个事件在今年 1 月 18 日的一次观测中发现,未包含在论文中)。在 1500 多个小时的搜索中,从未检测到任何类似于这些的脉冲。

c. 恒星光中第一个脉冲峰值之间的精细结构几乎完全在 4.4 秒后的第二个脉冲中重复。没有人知道如何解释这种行为。

d. 在同步摄影中或在背景传感器中没有检测到任何在恒星附近移动的东西,这些传感器很容易检测到远处卫星靠近目标恒星。来自飞机、卫星、流星、鸟类等的常见信号与这些脉冲完全不同。

重新检查类似信号的历史数据后发现,2021 年在 HD 217014 周围检测到另一对脉冲(51 只天马)。这颗主序 G 型恒星距离地球约 50.6 光年,在大小、质量和年龄上与我们的太阳相似。

1995 年,上普罗旺斯天文台的天文学家探测到一颗围绕这颗恒星运行的系外行星,这是一颗热气态巨行星,后来被命名为 Dimidium。这是有史以来最早探测到的系外行星之一,也是第一次在主序星周围发现系外行星。

斯坦顿说,当时,该信号被当作鸟类引起的假阳性而被驳回。然而,详细的分析排除了观察到的所有脉冲的这种可能性。斯坦顿探索的其他可能性包括地球大气层引起的衍射,可能是由于冲击波。

然而,这不太可能,因为冲击波的发生必须与两个光脉冲相吻合。其他可能性包括太阳系中遥远天体的星光衍射、地球卫星或遥远小行星引起的偏食,以及直边的“边缘衍射”(如Sommerfeld 效应).

光围绕直边的衍射可以解释信号。(UCSB 实验宇宙学小组)

还有一种可能性是引力波产生了这些脉冲,这需要额外的考虑。另一个有趣的可能性是,这可能是 ETI 的结果。

正如斯坦顿所指出的,无论调制这些恒星的光是什么,都必须相对靠近地球,这意味着任何 ETI 活动都必须在我们的太阳系内。然而,Stanton 强调需要更多的数据。

“在这一点上,这些解释都没有真正令人满意,”他说。“我们不知道什么样的物体可以产生这些脉冲,也不知道它有多远。我们不知道这个双脉冲信号是由我们和恒星之间经过的东西产生的,还是由调制恒星光而不在场中移动的东西产生的。在我们了解更多之前,我们甚至不能说是否有外星人参与其中!

有几个例子光学 SETI(OSETI) 或激光 SETI,包括突破聆听高能辐射成像望远镜阵列系统(维里塔斯)协作。

然而,Stanton 的方法为未来的 SETI 调查提供了许多机会,这些调查可以搜索类似的光脉冲示例。为此,他提出了两种方法,可以更多地揭示这种现象,并帮助天文学家对其可能的原因进行更严格的限制:

“使用同步光学望远镜阵列寻找事件。如果物体在恒星和我们之间移动,这种方法应该告诉我们它在垂直于视线范围内移动的速度有多快,以及它的大小和距离。

“[此外,] 如果恒星的光被调制,而没有物体在场中移动,那将非常有趣。用相距几百公里的望远镜观测事件可能表明,每个脉冲到达时间的任何间隔只是由于从恒星到每个望远镜的光照时间的差异。那么,除非这种变化可以以某种方式归因于恒星本身,否则我们将有更多的解释要解释!

本文最初由今日宇宙.阅读原创文章.

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