Экзопланета K2-18b в последние годы стала одной из самых обсуждаемых за пределами Солнечной системы. Это «субнептун» — планета крупнее Земли, но меньше Нептуна — расположенная в обитаемой зоне своей звезды на расстоянии около 38 парсек (примерно 124 световых года). Наблюдения космического телескопа James Webb показали, что её атмосфера богата водородом, метаном (CH₄) и углекислым газом (CO₂). Такая химия согласуется с гипотезой так называемых гикеанских миров — планет с глубокими океанами под плотной водородной атмосферой.
Но можно ли проверить не только химические признаки потенциальной жизни, но и возможные признаки технологий? Именно этому посвящено новое исследование, в котором учёные провели масштабный поиск радиосигналов искусственного происхождения из системы K2-18.
Почему искали именно радиосигналы
Если где-то существует технологически развитая цивилизация, один из возможных признаков её деятельности — узкополосные радиосигналы. На Земле значительная часть мощных передатчиков (например, радары дальней космической связи) излучает именно такие сигналы — очень узкие по частоте, шириной всего несколько герц. Подобные передачи заметно выделяются на фоне естественного радиоизлучения.
Кроме того, если передатчик расположен на планете, его сигнал будет испытывать доплеровский сдвиг из-за движения планеты по орбите. Это означает, что частота сигнала должна медленно «плыть» во времени — и именно такие дрейфующие узкополосные сигналы исследователи и пытались найти.
Две обсерватории и широкий диапазон частот
Поиск проводился с помощью двух крупных радиоинтерферометров:
- Very Large Array (VLA) в США с системой COSMIC
- MeerKAT в Южной Африке с системой BLUSE
Наблюдения охватывали диапазон частот от 544 МГц до 9,8 ГГц — от метровых до сантиметровых волн. Это один из самых широких диапазонов, когда-либо использованных в целевом поиске техносигнатур у конкретной экзопланеты.
Наблюдения проводились в несколько эпох и суммарно покрыли как минимум один полный орбитальный период K2-18b (около 33 дней). Это важно: если бы передатчик работал постоянно, его сигнал должен был бы проявиться хотя бы в одной из фаз орбиты.
Как отличить инопланетный сигнал от земных помех
Главная проблема радиоастрономии — помехи (RFI), вызванные земными источниками: спутниками, радарами, связью и электроникой. Чтобы отсеять ложные сигналы, применялась многоступенчатая фильтрация:
- Исключались известные частоты постоянных помех по базам данных обсерваторий.
- Отбрасывались сигналы с нулевым дрейфом частоты — характерным для наземных источников.
- Учитывались допустимые диапазоны доплеровского сдвига, рассчитанные для орбитальной динамики системы K2-18.
- Использовались многолучевые наблюдения: если сигнал появлялся сразу в нескольких независимых «лучах» телескопа, он считался помехой.
- Проводилось сравнение между разными днями наблюдений — настоящий внеземной сигнал не должен повторяться на точно той же частоте и с тем же дрейфом.
- Финальные кандидаты проверялись вручную по динамическим спектрам.
Такой подход существенно снижает вероятность ложных срабатываний.
Что удалось обнаружить
Всего автоматические системы зарегистрировали миллионы «срабатываний» в разных диапазонах. Однако после поэтапной фильтрации все они оказались либо земными помехами, либо инструментальными артефактами.
Ни одного сигнала, который можно было бы интерпретировать как техносигнатуру из системы K2-18, обнаружено не было.
Какие ограничения удалось установить
Отсутствие сигнала — тоже результат. Исследователи смогли оценить верхний предел мощности возможного передатчика на K2-18b.
В зависимости от диапазона частот, эквивалентная изотропная мощность передатчика (EIRP) не должна превышать примерно 10¹²–10¹³ ватт, иначе сигнал был бы обнаружен. Для сравнения: мощность знаменитого радиотелескопа Аресибо в режиме передачи составляла около 10¹³ ватт.
Это означает, что если в системе K2-18 существует узкополосный передатчик, излучающий постоянно и во все стороны, его мощность должна быть ниже этого уровня — либо его луч просто не был направлен в сторону Земли во время наблюдений.
Что это значит для гипотезы о «гикеанском мире»
Результаты не опровергают возможность существования жизни на K2-18b. Они лишь накладывают ограничения на один конкретный сценарий — наличие постоянных узкополосных радиопередатчиков в исследованном диапазоне частот.
Планета по-прежнему остаётся важной целью для атмосферных исследований. Совмещение поиска биосигнатур (химических признаков жизни) и техносигнатур (признаков технологий) позволяет комплексно изучать потенциально обитаемые миры.
Важность методики
Одним из главных достижений работы стало создание универсальной схемы постобработки данных для интерферометрических поисков техносигнатур. Использование многолучевых наблюдений, учёт орбитальной динамики и сравнение разных эпох существенно повышают надёжность результатов.
Эта методика может быть применена к другим экзопланетам, особенно тем, что находятся в обитаемой зоне. В будущем её планируется использовать с ещё более чувствительными инструментами, такими как SKA и ngVLA.
Исследование K2-18b стало одним из первых целевых интерферометрических поисков техносигнатур у кандидата в гикеанские миры. Сигналов обнаружить не удалось — но границы возможного стали чётче. И именно такие аккуратные, системные поиски постепенно сужают область неизвестного в вопросе о том, одиноки ли мы во Вселенной.
Источники:
Статья создана по материалам работы на arXiv.org
