Ο K2-18b έχει γίνει ένας από τους πιο προσεκτικούς εξωπλανήτες τα τελευταία χρόνια. Ο πλανήτης βρίσκεται περίπου 124 έτη φωτός μακριά στον αστερισμό του Λέοντα και περιφέρεται εντός της κατοικήσιμης ζώνης ενός ερυθρού νάνου. Οι παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb αποκάλυψαν μια ατμόσφαιρα πλούσια σε διοξείδιο του άνθρακα και μεθάνιο, καθιστώντας το K2-18b έναν από τους κύριους υποψηφίους για έναν «υσσιακό» κόσμο, όπου μια πυκνή ατμόσφαιρα πλούσια σε υδρογόνο θα μπορούσε να περιβάλλει έναν παγκόσμιο ωκεανό υγρού νερού.
Λόγω της δυνατότητάς του να φιλοξενεί συνθήκες ευνοϊκές για τη ζωή, το K2-18b έχει γίνει πρωταρχικός στόχος για την αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης (SETI). Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν πρόσφατα δύο από τα πιο ισχυρά ραδιοτηλεσκόπια του κόσμου για να αναζητήσουν στο σύστημα σημάδια τεχνητής ραδιομετάδοσης. Τα ευρήματά τους, δημοσιεύθηκαν The Astronomical JournalΠαρά τα εκατομμύρια πιθανά υποψήφια σήματα που ανιχνεύθηκαν κατά τη διάρκεια των παρατηρήσεων, δεν έχουν βρεθεί στοιχεία στενής ζώνης ραδιοφωνικών σημάτων συγκρίσιμων με την τεχνολογία που χρησιμοποιείται επί του παρόντος στη Γη.
Το έργο συνδύασε παρατηρήσεις από την Carl G. Jansky Very Large Array (VLA) στο Νέο Μεξικό και το ραδιοτηλεσκόπιο Meerkat στη Νότια Αφρική. Οι εγκαταστάσεις συνοχής αυτής της κλίμακας είναι εξαιρετικά ασυνήθιστες για μία μόνο εκστρατεία παρατήρησης και παρέχουν έναν εξαιρετικά ευαίσθητο ανιχνευτή του συστήματος K2-18b.
Το προηγμένο λογισμικό διαχωρίζει τον επίγειο θόρυβο από τα πιθανά σήματα εξωγήινων
Η συλλογή παρατηρήσεων είναι μόνο ένα μέρος της πρόκλησης. Εξίσου σημαντικά ήταν τα συστήματα επεξεργασίας δεδομένων που ανέλυσαν την τεράστια ποσότητα ραδιοφωνικών σημάτων μετά την καταγραφή τους.
Τα ραδιοτηλεσκόπια κατακλύζονται συνεχώς από σήματα που παράγονται στη Γη, έτσι οι αστρονόμοι βασίζονται σε εξελιγμένο λογισμικό για να ανιχνεύσουν και να αφαιρέσουν παρεμβολές προτού αναζητήσουν οτιδήποτε ασυνήθιστο. Για αυτό το έργο, η VLA χρησιμοποίησε το Commensal Open Source Multimode Interferometer Cluster System, ενώ το MeerKAT βασίστηκε στο σύστημα Breakthrough Listen User Supplied Equipment (BLUSE). Μαζί, αυτά τα εργαλεία φιλτράρουν αυτόματα μεγάλες ποσότητες δεδομένων προτού οι ερευνητές πραγματοποιήσουν πρόσθετη ανάλυση.
Οι επιστήμονες εφάρμοσαν στη συνέχεια πέντε ξεχωριστές μεθόδους διαλογής για να αναζητήσουν πιθανές τεχνολογικές υπογραφές.
Η πρώτη ήταν η κάλυψη με παρεμβολές ραδιοσυχνοτήτων (RFI), η οποία αφαιρεί τα σήματα που εμπίπτουν σε εύρη συχνοτήτων που είναι γνωστό ότι είναι πολύ μολυσμένα από ανθρωπογενείς μεταδόσεις. Εάν ένας εξωγήινος πολιτισμός επρόκειτο να εκπέμπει στην ίδια συχνότητα, η ανίχνευσή του θα απαιτούσε πιθανώς ένα ραδιοτηλεσκόπιο που βρίσκεται κάπου χωρίς ραδιοφωνικό θόρυβο της Γης, όπως στην μακρινή πλευρά της Σελήνης.
Πώς οι επιστήμονες εξέτασαν εκατομμύρια υποψήφια σήματα
Οι ερευνητές το απέδωσαν επίσης στο φαινόμενο Doppler, το ίδιο φαινόμενο που αλλάζει τον τόνο μιας διερχόμενης σειρήνας ασθενοφόρου. Τα ραδιοφωνικά σήματα που ταξιδεύουν μεταξύ πλανητών θα πρέπει να παρουσιάζουν μια μετρήσιμη μετατόπιση Doppler καθώς η πηγή και ο παρατηρητής συγκρίνονται μεταξύ τους. Οποιοδήποτε σήμα που δείχνει ουσιαστικά καμία μετατόπιση Doppler θεωρείται σχεδόν βέβαιο ότι προέρχεται από τη Γη και απορρίπτεται.
Ένα άλλο βήμα φιλτραρίσματος αφαίρεσε σήματα με αναλογίες σήματος προς θόρυβο κάτω από 10 ή πάνω από 100. Αυτό βοήθησε στην εξάλειψη των εξαιρετικά αδύναμων ψευδών θετικών στοιχείων καθώς και των ασυνήθιστα ισχυρών τεχνουργημάτων οργάνων που κανονικά θα εμφανίζονταν μόνο σε μία κεραία. Ωστόσο, οι συγγραφείς σημειώνουν ότι αυτή η επιλογή μπορεί να αποκλείσει ορισμένα πραγματικά αδύναμα εξωγήινα σήματα.
Η ομάδα πραγματοποίησε επίσης ανάλυση πολλαπλών δεσμών. Τα τηλεσκόπια παρήγαγαν ταυτόχρονα πολλαπλές εστιασμένες δέσμες, η μία κατευθυνόμενη στο K2-18b και η άλλη με στόχο αλλού στον ουρανό. Ένα αληθινό σήμα από έναν εξωπλανήτη θα εμφανίζεται μόνο στη δέσμη που κατευθύνεται στο K2-18b, ενώ η παρεμβολή από τη Γη θα εμφανίζεται συνήθως σε πολλαπλές δέσμες ταυτόχρονα.
Η τελική προγραμματισμένη μέθοδος διαλογής περιλαμβάνει φιλτράρισμα διέλευσης. Κατ ‘αρχήν, ένα σήμα που προέρχεται από το K2-18b θα πρέπει να εξαφανιστεί καθώς ο πλανήτης κινείται πίσω από το άστρο υποδοχής του. Επειδή καμία τέτοια «δευτερεύουσα διέλευση» δεν συνέβη κατά τη διάρκεια της εκστρατείας παρατήρησης, αυτή η τελική δοκιμή δεν ήταν απαραίτητη.
Δεν βρέθηκε τεχνική υπογραφή, αλλά η αναζήτηση συνεχίζεται
Αν και η έρευνα παρήγαγε εκατομμύρια πιθανές ανιχνεύσεις, καμία δεν επέζησε από τα βήματα φιλτραρίσματος. Οι ερευνητές δεν βρήκαν καμία πειστική τεχνική υπογραφή στις ραδιοσυχνότητες στενής ζώνης που εξέτασαν.
Αν και το αποτέλεσμα μπορεί να φαίνεται απροσδόκητο, παρέχει πολύτιμες επιστημονικές πληροφορίες. Οι παρατηρήσεις επέτρεψαν στους αστρονόμους να καθορίσουν ένα «ανώτερο όριο» στην ισχύ οποιωνδήποτε ραδιοπομπών που υπάρχουν στο σύστημα K2-18b. Αυτά τα όρια είναι περίπου συγκρίσιμα με την ισχύ εκπομπής της τώρα κατεστραμμένης εγκατάστασης ραντάρ Arecibo στο Πουέρτο Ρίκο. Εάν υπάρχει ένας τεχνολογικός πολιτισμός εκεί, δεν μεταδίδει τίποτα πιο ισχυρό από αυτό.
Εξίσου σημαντικό, το έργο έδειξε ότι το αυτοματοποιημένο σύστημα επεξεργασίας δεδομένων του μπορεί να χειριστεί με επιτυχία τον μεγάλο αριθμό σημάτων που παράγονται κατά τις σύγχρονες παρατηρήσεις SETI. Ο χειροκίνητος έλεγχος εκατομμυρίων ανιχνεύσεων δεν θα ήταν πρακτικός.
Καθώς τα μελλοντικά παρατηρητήρια όπως η Συστοιχία Τετραγωνικών Χιλιόμετρων θα λειτουργούν, αυτές οι τεχνικές θα γίνουν ακόμη πιο πολύτιμες για την επεξεργασία των πρωτοφανών όγκων δεδομένων που συλλέγουν. Το K2-18b μπορεί να είναι σιωπηλό προς το παρόν, αλλά οι επιστήμονες βελτιώνουν σταθερά την ικανότητά μας να ανιχνεύουμε ακόμη και τα πιο αδύναμα σημάδια τεχνολογίας έξω από το ηλιακό μας σύστημα, αν ακουστούν ποτέ.
