搜索地外智慧科学家开始宏大的智能外星人新狩猎

By Keith Cooper

2024/1/16

Search for Life

新的搜索地外智慧实验正被在非常大阵列射电望远镜上进行。

新墨西哥州的非常大阵列跨宇宙狩猎外星生命的迹象。(Image credit: NRAO/AUI/NSF)

由于一项新实验涉及搜索地外智慧研究所（SETI）、突破听（Breakthrough Listen）和国家射电天文台（NRAO）之间的一个联盟，搜索外星人签名已经急剧的扩大了。

这个新项目被称为“共生体开源多模干涉仪集群”（ COSMIC）并在新墨西哥州的卡尔健斯基（Karl G. Jansky）非常大阵列射电望远镜（VLA）上运行。非常大阵列射电望远镜被特征在罗伯特·泽米吉斯 1997 年的电影《接触》中，该电影由朱迪·福斯特主演，基于卡尔·萨甘的著名同名小说。

共生体开源多模干涉仪集群使这成为可能并提供一个覆盖范围的巨大飞跃。虽然以前的搜索地外智慧勘察仅已经能够仔细精查几千颗恒星，但在非常大阵列射电望远镜上的共生体开源多模干涉仪集群将监听在数十万个、潜在的甚至数百万个频率在0.75至50 GHz上的恒星系统。它使整个天空的80%一个详细的搜索地外智慧（从-40度的赤纬到天顶）成为可能，这比以前所有的搜索地外智慧结合起来的深度更多几个数量级。

共生体开源多模干涉仪集群项目科学家搜索地外智慧研究所的天文学家切诺阿特来穆雷在一份新闻声明中说，“目前的焦点是创建技术信号最大的勘察之一，在前六个月观测到了500000多个来源”。目前，共生体开源多模干涉仪集群正在以每小时约2000个的速度扫描宇宙无线电源。

共生体开源多模干涉仪集群能够搭载在非常大阵列射电望远镜天空勘察（VLASS）上，非常大阵列射电望远镜天空勘察于2023年1月开始了它的第三轮观测。共生体开源多模干涉仪集群接收由27碟形射电阵列收集的在非常大阵列射电望远镜对它做任何自动化的标准处理之前的原始数据的一个副本。这允许搜索地外智慧科学家按他们想要的方式处理数据并且也实时的。

这种快速的分析是至关重要的。往往搜索地外智慧搜索已经检测到有趣的窄带信号，但直到数周或数月后为止它们没有被注意到当这些数据被分析时。往往当天文学家再看一眼时这个信号已经消失了，因此没有来知道是否它是一个真实的外星人信号还是更可能来自人类在地球上（或绕地球轨道上）活动的射频干扰（RFI）。真正的外星人信号可能是短暂的突发，需要快速识别和跟进。

说到快速信号，共生体开源多模干涉仪集群有极高的时间敏感性，它能够检测到短至纳秒的无线电信号。再次这是一项重要的要有的能力。跨星际距离传输是不便宜的：按功率输出来维持一个跨几小时、几天、几个月或几年全方向能被在几十光年甚至几百几千光年外探测到的传输所需的能量资源是巨大的。对外星人最成本效益的会是在转移到其他行星系统和然后循环返回地球之前发射在短时间内击中地球的纳秒脉冲。然而，以前的许多搜索地外智慧无线电搜索已经没有过足够短来检测这些纳秒甚至毫秒的积分时间。

共生体开源多模干涉仪集群系统也已经被考虑到未来设计，为升级留出能保持它在搜索地外智慧实验的峰值的空间。例如，能被同时观察的目标数量可以增加并引入了机器学习算法来更勤奋的分析数据。

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此前，机器学习实验已经被在西弗吉尼亚州绿岸天文台的330英尺（100米）罗伯特·C·伯德射电望远镜收集的搜索地外智慧数据进行。然而目前数据分析被用统计技术手动进行同时科学家更好将他们自己熟悉与系统如何收集和呈现数据。一旦他们有信心他们完全理解了这个系统，他们就能将机器学习释放到它上面。

该系统还是适应性的，能被用于搜索地外智慧以外的天文项目。

特来穆雷说，“设计的灵活性允许广泛的其他科学机会，例如研究快速射电暴脉冲结构和搜索轴子暗物质候选”。

为使这可能，共生体开源多模干涉仪集群和非常大阵列射电望远镜正在利用一个基于以太网的系统，该系统将允许其他实验简单地插入并用共生体开源多模干涉仪集群的处理能力。这种以太网技术已经用在几个射电望远镜中，包括南非的猫鼬（MeerKAT）望远镜（也在进行自己的搜索地外智慧实验）和澳大利亚的默奇森宽视场阵列。

作为一个共生体开源多模干涉仪集群系统的测试，特来穆雷的团队监听在来自美国宇航局的旅行者1号航天器8.4GHz的下行链路数据上，该航天器目前距离地球约159个天文单位（148亿英里或238亿公里）。现在，数据库中已经有大约五十万个射电源并进行了分析，从来最大的外星人搜索正在认真开始。

共生体开源多模干涉仪集群项目前六个月的细节被在一篇新论文中描述，该论文由特来穆雷担任主要作者， 12月27日发表在 The Astronomical Journal上。