突破监听扫描整个星系寻找来自极端先进文明的信号

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星系目标的天空图。彩色方块表示GBT光束是否覆盖了所有四个波段(见表1)、三个波段、两个、一个或一个都没有。致谢:Choza，c .等人(2023年)

（）据《今日宇宙》（马特·威廉姆斯）：1960年，弗兰克·德雷克博士在西弗吉尼亚州格林班克的国家射电天文台领导了第一次寻找外星智能(SETI)实验。在过去的六十多年里，天文学家进行了多次调查，以寻找技术活动(又名技术签名)。迄今为止，突破聆听是最雄心勃勃的SETI实验，结合了来自罗伯特·c·伯德·格林班克望远镜、巴夏礼·穆里扬望远镜、自动行星探测器和MeerKAT射电望远镜和高级分析的数据。

该计划包括对离地球最近的100万颗恒星、我们银河系的中心和整个银道面以及离我们最近的100个星系的调查。在最近的一篇论文中,“突破聆听”的成员展示了他们对罗伯特·c·伯德·格林班克望远镜观测到的97个附近星系中心的无线电技术特征搜索结果。这是有史以来对外星智慧的无线电证据进行的最大和最广泛的搜索之一，在四个频段调查了数万亿颗恒星。不幸的是，没有找到令人信服的候选人。

该小组由Carmen Choza领导，她是SETI研究所的助理研究员，也是Berkeley SETI研究中心的实习生。与她一起工作的还有来自突破倾听和SETI研究所的同事以及来自马耳他大学空间科学和天文学研究所、科廷大学国际射电天文学研究中心和GBO绿色银行天文台的研究人员。

详细描述他们发现的论文“智能生命的突破性听力搜索:97个附近星系的技术签名搜索”最近发表在天文学杂志上。

正如他们在研究中指出的那样，Choza和她的同事们的实验包括在97个星系中心的四个频率(1.1-2.7 GHz和4.0-11.2 GHz)上进行窄带多普勒漂移搜索。这些星系是之前对123个附近星系进行的突破性Listen调查(2017年进行)的一部分，这些星系代表了形态类型的完整样本(即螺旋，椭圆，矮球和不规则星系)。这种方法打破了大多数传统的SETI调查，因为它没有专注于单个恒星或星团。正如Choza通过电子邮件告诉《今日宇宙》:

“在宇宙中寻找生命时，我们期望它会像在我们的星球上一样在其他星球上形成。许多先前的研究一次只关注一颗恒星，通常是那些周围有已知行星的恒星。我们可以通过瞄准星系中心来瞄准恒星密度，这意味着我们可以搜索数百万颗恒星，以及潜在的数百万个有行星的恒星系统，以寻找找到信号的机会。

“星系让我们可以撒下一张巨大的网，捕捉到的信号必须比人类现有技术能够产生的任何信号都更强。因此，锁定星系让我们能够搜寻技术远比人类先进的文明。尽管能够产生这种信号的文明可能非常罕见，但成功的探测将非常令人振奋——这将意味着人类有明确的机会在不崩溃的情况下获得比现在更高水平的技术。

这项实验的所有数据都是由位于西弗吉尼亚州GBO的100米绿岸望远镜(GBT)收集的。该团队选择了GBT，因为它的后端允许存储和分析比以往任何时候都多的SETI数据。此外，GBT观测采用了一种“步调”策略，即样本中的目标被观测五分钟，然后在距离目标几个波束宽度处观测一个偏移位置。这种模式在三个不同的偏移位置重复三次(每个位置观察五分钟)，产生30分钟的ABACAD节奏。

然后使用turboSETI管道分析每个节奏，以搜索线性啁啾窄带多普勒漂移信号。“这种搜索的目标是窄带、漂移的技术特征；也就是说，几赫兹宽的信号显示频率漂移，表明发射器相对于地球正在加速，”Choza说。“如果它漂移了，那就是来自别处，不管那是指轨道上的卫星，在遥远的太空航行的旅行者，还是遥远星球上的发射器。我们选择-4 Hz/s到4 Hz/s的漂移率来搜索位于真实系外行星上的发射器可能会产生的加速度范围。”

此外，研究小组对数据进行了限制，以寻找等效全向辐射功率为1026 W(或10，000 zetawatts，ZW)的可能发射器。正如Choza解释的那样，选择这个功率水平是因为它对应于一个能够利用其恒星系统所有能量的文明的理论功耗，即卡尔达舍夫等级的第二类文明:

“通过像格林班克望远镜这样的良好表征的仪器和对我们正在搜索的信号的一些假设，我们可以计算出各向同性信号(即向宇宙各个方向传播的信号)必须传输的最小功率，以便我们能够检测到它。对于我们样本中最远的星系，我们的搜索可以检测到一个假设的信标，其发射功率约为1026瓦，与太阳的全功率输出相似。一个Kardashev型文明，理论上能够捕获宿主恒星的全部能量资源，理论上可以建造一个足够大的信标来跨越星系间的距离进行通信。”

最终，该团队获得了1519个不可归因于射频干扰的候选信号。通过算法处理、信号特征与已知RFI群体的相关性以及广泛的视觉检查，他们没有发现技术签名的令人信服的证据。然而，这项最新的调查在许多方面都是开创性的，并将对SETI研究的未来产生重大影响。正如Choza解释的那样，在搜索罕见信号时最大化视野并严格考虑前景和背景来源非常重要:

“这项调查代表着突破聆听任务最初搜索目标的完成，并补充了对附近单个恒星的低功率发射器的搜索，鉴于我们不知道有多少或明亮的地外发射器，它也是开发新搜索方法的转折点，以改善和重新分析以前的搜索。我们对附近星系中技术特征的存在施加了迄今为止最深的限制。”

“这篇论文是许多作者一年的努力和贡献的结晶，旨在改进突破性的Listen方法，推动技术签名科学朝着更深层次的约束和更多数量的恒星系统前进。该项目是让包括我在内的年轻人参与科学的一种令人惊叹的方式，合作产生的一些最令人兴奋的论文是由研究生、博士后或实习生牵头的。”

这些结果也可能有助于为突破监听的未来搜索提供信息，包括对我们自己的银河系中心的计划观测，近2000颗附近恒星的样本，以及另一个使用巴夏礼·穆里扬望远镜从南半球可观测到的星系样本。