Поиск техносигнатур всегда отходил на второй план при поиске внеземных форм жизни. Биосигнатуры, такие как метан в атмосфере экзопланеты, уже давно находятся в центре внимания. Но пока мы ищем биологические признаки, технологические признаки могут скрываться у всех на виду. Согласно новому отчёту участников конференции TechnoClimes, человечество потенциально может найти признаки технологий, просто используя данные, которые уже были собраны для других целей. Чтобы доказать свою точку зрения, они составили список возможных техносигнатур и сопоставили их со списком обсерваторий, которые потенциально могли бы их найти.

Хотя отчёт был выпущен только в мае 2022 года, фактическая конференция состоялась в августе 2020 года. TechnoClimes позиционировала себя как “онлайн-семинар для разработки программы исследований техносигнатур”. Отчёт является результатом одной из четырёх целей семинара – “призвать более широкий круг астрономов к рассмотрению актуальности поиска техносигнатур для их исследования”.

Вторая цель была сосредоточена на разработке концепций миссий, которые могли бы искать техносигнатуры, которых пока катастрофически не хватает, хотя и сообщалось о некоторых в прошлом году. Третья цель – создание структуры для оценки “неканонических астрофизических явлений” – по сути, данных, которые мы не можем иначе объяснить и которые сами по себе могут быть техносигнатурой. Конечная цель заключалась в привлечении к делу большего числа исследователей за счёт “расширения международного участия” в поиске техносигнатур.

Из-за огромного количества данных, которые уже необходимо просеять, в этой области потребуется вся возможная помощь. И этот объём данных будет только расти по мере того, как всё больше обсерваторий будут подключаться к сети. Чтобы понять, на что способны эти обсерватории, участники TechnoClimes разбили как сами обсерватории, так и техносигнатуры, которые они могли бы найти, на три основные категории.

Первая категория обсерваторий – это текущие и недавно завершённые миссии, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба, Gaia и TESS. Далее следуют миссии “ближайшего будущего”, которые, как ожидается, будут запущены в ближайшие пять лет, такие как Космический телескоп Нэнси Грейс Роман и PLATO. Последняя категория – это “будущие” миссии, до запуска которых ещё пять или более лет и которые на данный момент в основном всё ещё являются концепциями. К ним относятся LUVOIR, HabEx и Nautilus.

Категории техносигнатур также разделены на три основные области с подкатегориями для каждой. Примечательно, что в этом отчёте основное внимание уделяется техносигнатурам, не основанным на радиоданных, поскольку авторы отмечают, что техносигнатуры, основанные на радио, уже привлекли достаточно внимания в форме SETI и других усилий по их обнаружению за последние несколько десятилетий.

Первая категория техносигнатур – это оптические маяки. Обычно их можно рассматривать как лазеры, которые можно использовать для связи, или как световой парус, например, разрабатываемая программа Breakthrough Starshot. Тем не менее, они могут также трансформироваться в такие вещи, как термоядерные двигатели, выхлопы которых потенциально можно увидеть за сотни световых лет вокруг. Широкий спектр обсерваторий, от уже существующих наземных телескопов до LUVOIR, вероятно, сможет обнаружить мощные оптические маяки.

Следующими в списке потенциальных техносигнатур являются планетарные технологии. Это разбито на две подкатегории, которые затем разбиты на ещё несколько подкатегорий. Атмосферная техносигнатура составляет первую подкатегорию, которая далее делится на категорию УФ, видимого света и ближнего инфракрасного диапазона, а также категорию среднего инфракрасного диапазона. Атмосферными техносигнатурами можно считать газы, выбрасываемые в атмосферу планеты в результате промышленных или небиологических процессов.

Люди производят большое количество этих газов, таких как хлорфторуглероды и гексафторид серы, каждый год. Некоторые газы, такие как диоксид азота, можно обнаружить в видимом свете. Хотя этот газ имеет некоторые биологические причины, его количество ничтожно мало по сравнению с тем, что образуется в результате промышленных процессов. Он должен быть виден в атмосфере планет, вращающихся вокруг звёзд, подобных Солнцу, для таких обсерваторий, как LUVOIR.

Другие газы, такие как тетрафторид углерода, с большей вероятностью будут обнаружены в среднем инфракрасном диапазоне обсерваториями, такими как Джеймс Уэбб. Фактически, JWST может найти земные уровни некоторых атмосферных техносигнатур просто на одной из планет TRAPPIST. Множество других атмосферных наблюдений могут оказаться способом поиска техносигнатур, но, как отмечают авторы, это всё ещё область продолжающихся исследований.

Следующей подкатегорией планетарных технологий являются модификации искусственной поверхности. Самым очевидным из них было бы видение городских огней экзопланеты. Части Земли ярко освещены ночью, и даже свет, который лишь немного ярче самой планеты, может быть виден некоторым обсерваториям будущего поколения, таким как LUVOIR.

Другие потенциальные модификации поверхности будут включать в себя обширные полосы солнечных панелей, которые могут быть видны издалека, и их демпфирующее влияние на отражённый свет экзопланеты может быть потенциально заметным. В качестве альтернативы, эффект “теплового острова”, такой как более выраженная версия эффекта, наблюдаемого во многих современных городах на Земле, может быть виден в среднем инфракрасном диапазоне.

На шаг впереди планетарных модификаций поверхности последняя категория потенциальных техносигнатур известна как системные мегаструктуры. Это сконструированные объекты, такие как Сфера Дайсона или Рой, которые можно было бы обнаружить в видимом и ближнем инфракрасном свете. Другой способ найти их – искать отработанное тепло, которое они неизбежно будут производить, и которое должно быть видно в среднем инфракрасном диапазоне. Транзиты такой мегаструктуры должны быть видны почти каждой запущенной в настоящее время и будущей миссией. В то же время их отработанное тепло можно найти в уже имеющихся данных “Спитцера” или NeoWISE, двух стареющих инфракрасных обсерваторий.

Тот факт, что они ещё не были обнаружены в данных NeoWISE или “Спитцера”, не является доказательством того, что они не существуют, – а лишь доказательством того, что никто не придумал жизнеспособного критерия поиска для них в этих данных. Как подчёркивают авторы, даже не обнаружение каких-либо потенциальных техносигнатур по-прежнему является очень ценной научной задачей, поскольку позволяет учёным наложить статистические ограничения на вероятность существования этих техносигнатур где-либо ещё.

Например, в пределах 10 парсек (~33 световых года) от Земли есть 74 ярких звезды – у большинства из них, вероятно, есть планеты. Предположим, что ни на одном из них после полного перебора не будет найдено ни одной техносигнатуры. В этом случае эти данные будут использованы для построения статистической модели вероятности развития разумной жизни в других местах галактики. Но если потенциальная техносигнатура будет найдена, это может коренным образом изменить наше понимание жизни, в тм види в котором мы её знаем. Кажется, это стоит вложений, не так ли?

Поиск техносигнатур всегда отходил на второй план при поиске внеземных форм жизни. Биосигнатуры, такие как метан в атмосфере экзопланеты, уже давно находятся в центре внимания. Но пока мы ищем биологические признаки, технологические признаки могут скрываться у всех на виду. Согласно новому отчёту участников конференции TechnoClimes, человечество потенциально может найти признаки технологий, просто используя данные, которые уже были собраны для других целей. Чтобы доказать свою точку зрения, они составили список возможных техносигнатур и сопоставили их со списком обсерваторий, которые потенциально могли бы их найти.

Хотя отчёт был выпущен только в мае 2022 года, фактическая конференция состоялась в августе 2020 года. TechnoClimes позиционировала себя как “онлайн-семинар для разработки программы исследований техносигнатур”. Отчёт является результатом одной из четырёх целей семинара – “призвать более широкий круг астрономов к рассмотрению актуальности поиска техносигнатур для их исследования”.

Вторая цель была сосредоточена на разработке концепций миссий, которые могли бы искать техносигнатуры, которых пока катастрофически не хватает, хотя и сообщалось о некоторых в прошлом году. Третья цель – создание структуры для оценки “неканонических астрофизических явлений” – по сути, данных, которые мы не можем иначе объяснить и которые сами по себе могут быть техносигнатурой. Конечная цель заключалась в привлечении к делу большего числа исследователей за счёт “расширения международного участия” в поиске техносигнатур.

Из-за огромного количества данных, которые уже необходимо просеять, в этой области потребуется вся возможная помощь. И этот объём данных будет только расти по мере того, как всё больше обсерваторий будут подключаться к сети. Чтобы понять, на что способны эти обсерватории, участники TechnoClimes разбили как сами обсерватории, так и техносигнатуры, которые они могли бы найти, на три основные категории.

Первая категория обсерваторий – это текущие и недавно завершённые миссии, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба, Gaia и TESS. Далее следуют миссии “ближайшего будущего”, которые, как ожидается, будут запущены в ближайшие пять лет, такие как Космический телескоп Нэнси Грейс Роман и PLATO. Последняя категория – это “будущие” миссии, до запуска которых ещё пять или более лет и которые на данный момент в основном всё ещё являются концепциями. К ним относятся LUVOIR, HabEx и Nautilus.

Категории техносигнатур также разделены на три основные области с подкатегориями для каждой. Примечательно, что в этом отчёте основное внимание уделяется техносигнатурам, не основанным на радиоданных, поскольку авторы отмечают, что техносигнатуры, основанные на радио, уже привлекли достаточно внимания в форме SETI и других усилий по их обнаружению за последние несколько десятилетий.

Первая категория техносигнатур – это оптические маяки. Обычно их можно рассматривать как лазеры, которые можно использовать для связи, или как световой парус, например, разрабатываемая программа Breakthrough Starshot. Тем не менее, они могут также трансформироваться в такие вещи, как термоядерные двигатели, выхлопы которых потенциально можно увидеть за сотни световых лет вокруг. Широкий спектр обсерваторий, от уже существующих наземных телескопов до LUVOIR, вероятно, сможет обнаружить мощные оптические маяки.

Следующими в списке потенциальных техносигнатур являются планетарные технологии. Это разбито на две подкатегории, которые затем разбиты на ещё несколько подкатегорий. Атмосферная техносигнатура составляет первую подкатегорию, которая далее делится на категорию УФ, видимого света и ближнего инфракрасного диапазона, а также категорию среднего инфракрасного диапазона. Атмосферными техносигнатурами можно считать газы, выбрасываемые в атмосферу планеты в результате промышленных или небиологических процессов.

Люди производят большое количество этих газов, таких как хлорфторуглероды и гексафторид серы, каждый год. Некоторые газы, такие как диоксид азота, можно обнаружить в видимом свете. Хотя этот газ имеет некоторые биологические причины, его количество ничтожно мало по сравнению с тем, что образуется в результате промышленных процессов. Он должен быть виден в атмосфере планет, вращающихся вокруг звёзд, подобных Солнцу, для таких обсерваторий, как LUVOIR.

Другие газы, такие как тетрафторид углерода, с большей вероятностью будут обнаружены в среднем инфракрасном диапазоне обсерваториями, такими как Джеймс Уэбб. Фактически, JWST может найти земные уровни некоторых атмосферных техносигнатур просто на одной из планет TRAPPIST. Множество других атмосферных наблюдений могут оказаться способом поиска техносигнатур, но, как отмечают авторы, это всё ещё область продолжающихся исследований.

Следующей подкатегорией планетарных технологий являются модификации искусственной поверхности. Самым очевидным из них было бы видение городских огней экзопланеты. Части Земли ярко освещены ночью, и даже свет, который лишь немного ярче самой планеты, может быть виден некоторым обсерваториям будущего поколения, таким как LUVOIR.

Другие потенциальные модификации поверхности будут включать в себя обширные полосы солнечных панелей, которые могут быть видны издалека, и их демпфирующее влияние на отражённый свет экзопланеты может быть потенциально заметным. В качестве альтернативы, эффект “теплового острова”, такой как более выраженная версия эффекта, наблюдаемого во многих современных городах на Земле, может быть виден в среднем инфракрасном диапазоне.

На шаг впереди планетарных модификаций поверхности последняя категория потенциальных техносигнатур известна как системные мегаструктуры. Это сконструированные объекты, такие как Сфера Дайсона или Рой, которые можно было бы обнаружить в видимом и ближнем инфракрасном свете. Другой способ найти их – искать отработанное тепло, которое они неизбежно будут производить, и которое должно быть видно в среднем инфракрасном диапазоне. Транзиты такой мегаструктуры должны быть видны почти каждой запущенной в настоящее время и будущей миссией. В то же время их отработанное тепло можно найти в уже имеющихся данных “Спитцера” или NeoWISE, двух стареющих инфракрасных обсерваторий.

Тот факт, что они ещё не были обнаружены в данных NeoWISE или “Спитцера”, не является доказательством того, что они не существуют, – а лишь доказательством того, что никто не придумал жизнеспособного критерия поиска для них в этих данных. Как подчёркивают авторы, даже не обнаружение каких-либо потенциальных техносигнатур по-прежнему является очень ценной научной задачей, поскольку позволяет учёным наложить статистические ограничения на вероятность существования этих техносигнатур где-либо ещё.

Например, в пределах 10 парсек (~33 световых года) от Земли есть 74 ярких звезды – у большинства из них, вероятно, есть планеты. Предположим, что ни на одном из них после полного перебора не будет найдено ни одной техносигнатуры. В этом случае эти данные будут использованы для построения статистической модели вероятности развития разумной жизни в других местах галактики. Но если потенциальная техносигнатура будет найдена, это может коренным образом изменить наше понимание жизни, в тм види в котором мы её знаем. Кажется, это стоит вложений, не так ли?