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科学家们正在以前从未被研究过的频率上搜索外星人信号

(2023-12-10 14:58:59)

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科学家们正在以前从未被研究过的频率上搜索外星人信号

By Owen Johnson

2023/12/10

科学家们看向已经长期未被探索的低频无线电波继续搜索地外智慧（SETI）。

在这张詹姆斯韦伯太空望远镜图像中星系合并。(Image credit: NASA)

地球之外有生命吗？这个问题原来是在科学中最难回答的问题之一。尽管宇宙的看似无边广袤，这意味着对丰富的生命有潜力，但恒星之间的广袤距离让搜索类似于在宇宙大海中定位捞针一样。

搜索地外智慧（SETI）构成天文学的一个分支，通过搜索不寻常的信号致力来发现被标榜为技术签名的外星生命。一个技术签名的识别会不仅标志生命的存在，而且特别的指向用先进技术的智能生命的存在。

也就是说到目前为止60年的搜索出来不够的。但现在我和我的同事们已经开始调查一个以前未被探索的频率范围。

搜索地外智慧做出地外文明可能依赖以一种与地球上人类类似的方式的技术诸如用手机、卫星或雷达的假设。

因为这种技术的一个很大部分产生在无线电频率中明显可被检测到的信号，集中在这些波长上服务一种指向寻求潜在的外星智能中合乎逻辑的起点。

以前的技术签名勘察已经仅包括600 MHz以上的无线电频段，留下更低的频率几乎未被探索。尽管日常通信服务诸如空中交通管制、海上应急广播和调频广播电台等都在地球上发射这种类型的低频辐射的事实。

由低频阵列在我们的银河系中搜索技术签名的恒星概述。 (Image credit: Owen Johnson, CC BY)

它没有被探索的理由是在这些频率下工作的望远镜是相当新的。更低频无线电波有更少的能量，这意味着它们对探测能是更挑战的。

在我们结论的勘察中，我们从来第一次冒险进入这些频率。

低频阵列（Lofar）是世界上最灵敏的低频望远镜，操作在10-250 MHz上。它由52台跨欧洲各地分布的射电望远镜组成，还有更多的射电望远镜正在建设中。这些望远镜当统一使用时能达到一个高分辨率。

然而，我们的勘察只做出了用其中两个站：一个位于爱尔兰的比尔，另一个位于瑞典的翁萨拉。我们勘察了44颗环绕已经被美国宇航局的过境系外行星勘测卫星识别的我们的太阳以外的其他恒星的行星。在两个夏天的时间上，我们用我们的两台望远镜在110到190 MHz频率上扫描了这些行星。

最初，这似乎不像一个大量的目标，但与它们的高频的兄弟姐妹相比低频观测吹捧一个有大视场中的主要优势。这是因为用更高的频率覆盖的天空面积减少。.

在低频阵列的案例中，我们的望远镜对每个指向覆盖了5.27平方度的天空。这最终导致每个望远镜指向36000个目标------或者总共超过1600000个目标，当你检查附近是什么其他恒星并也包括它们的行星时。

干扰信号

搜索来自太空的技术签名引入一个重大挑战------同样的技术签名在地球上无处不在。这表现一个障碍，因为在这些搜索中的望远镜吹捧能检测诸如来自太阳系中途一个电话呼叫灵敏度水平的信号。

结果，收集到的数据被源自地球的数千个信号淹没，在分离和识别可能是一个地外起源的信号中摆出一个相当大的困难。需要来筛选过这个广泛而嘈杂的数据集，对搜索添加一层的复杂性。

我们想出一种来减轻这种射频干扰的叫“巧合抑制”的新颖方法。这考虑在我们每台望远镜上的本地无线电发射。例如，如果我正在用靠近爱尔兰中望远镜的电话给我的主管打电话，那么同样的电话就不会出现在瑞典的数据中，反之亦然（主要是因为望远镜没有正在指向我们的方向，它正在指向一个系外行星候选者）。

因此，我们决定仅包括在如果它们在两个站点展示了同时存在暗示它们来自地球之外数据集中的签名。

以这种方式，我们将数千个候选信号磨练到零。这意味着我们对我们的搜索没有发现任何智能生命的迹象，但我们已经才刚刚开始------而且在那里可能有大量的地球一样的行星。知道巧合抑制方法用一个高成功率起作用对帮助我们在未来发现这些行星之一生命是关键。