Группа исследователей закончила масштабное сканирование экзопланеты K2-18b. На сегодня это один из самых любопытных объектов в космосе, где теоретически могут быть целые океаны жидкой воды. Ученые задействовали два мощнейших радиоастрономических инструмента — американскую систему VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) и южноафриканский комплекс MeerKAT. Вместе они прогнали через фильтры миллионы радиочастотных всплесков, но ни один из них так и не удалось признать сигналом от искусственного источника.
Особенности планетарной системы K2-18b
Планета K2-18b расположена в созвездии Льва, примерно в 124 световых годах от нас. Она находится на орбите красного карлика, причем именно в «зоне обитаемости» — это такое расстояние от звезды, где не слишком жарко и не слишком холодно, чтобы вода оставалась жидкой. По массе эта планета почти в девять раз тяжелее Земли, а местный год там длится всего 33 дня — именно столько времени ей нужно на полный оборот вокруг светила.
Ажиотаж вокруг K2-18b начался после снимков и данных с телескопа «Джеймс Уэбб». Анализ спектра показал, что в местной атмосфере точно есть метан и углекислый газ. Сейчас в научной среде доминирует версия, что это планета-гикеан: мир, окутанный водородом, под которым скрывается глобальный океан, покрывающий всю поверхность.
Как говорит астроном Павел Громов: "K2-18b примечательна тем, что в ее атмосфере мы видим признаки водного мира под водородным слоем. Это заставляет нас пересмотреть привычные границы того, где именно во Вселенной может зародиться жизнь."
Методология поиска и фильтрация данных
Во время работы радиотелескопы ловили излучение в огромном диапазоне — от метровых до миллиметровых волн. Астрофизики искали конкретную вещь: узкополосные сигналы. В природе такие практически не встречаются, зато они типичны для работы радиопередатчиков. Главной проблемой стала очистка данных. Пришлось отсеивать миллионы событий, но почти все они оказались обычным «шумом» от земных технологий: помехами от спутников, вышек сотовой связи и другой электроники.
Доплеровский сдвиг как критерий проверки
Чтобы понять, пришел ли сигнал из космоса или от соседней радиовышки, использовали метод доплеровского сдвига. Физика здесь простая: если источник сигнала движется вместе с планетой по орбите, его частота должна постоянно и предсказуемо меняться. Если же частота замерла на одном месте, значит, источник находится здесь, на Земле. Формула Δf/f = v/c помогает математически точно убирать такие ошибки, потому что планета несется в пространстве со скоростью в несколько километров в секунду, и этот эффект невозможно не заметить на высоких частотах.
Научные выводы и перспективы
То, что мы не поймали никаких «приветов» от инопланетян, вовсе не значит, что планета мертва. Эти данные просто задают планку мощности: если на K2-18b кто-то и живет, то их радиопередатчики либо слабее наших, либо работают иначе. Они явно не транслируют сигналы на уровне обсерватории Аресибо, которые было бы слышно на полгалактики.
"Проверка через доплеровский эффект — это наш основной инструмент. Она позволяет сразу отбросить 99% пустых срабатываний, которые мешают радиоастрономам", — объясняет астрофизик Алексей Руднев.
Нужно учитывать и то, что мы сами на Земле постепенно уходим от мощного радиовещания в сторону более тихих и направленных технологий, которые трудно заметить издалека. Вполне вероятно, что другие цивилизации пользуются связью на иных физических принципах или мы просто включили приемники не в то время.
Физик Дмитрий Лапшин добавляет: "Такие поиски полезны тем, что они сужают зону неизвестности. Мы постепенно понимаем, на каких частотах и в каких системах искать точно не стоит, фокусируясь на более перспективных целях."
Часто задаваемые вопросы
Зафиксированные радиовсплески не обладали необходимым доплеровским сдвигом, который должен возникать из-за движения планеты по орбите, и были признаны земными помехами.
Нет, это лишь означает, что на планете нет радиопередатчиков, мощность которых сопоставима с земными технологиями, или они работают в другом диапазоне.
Это потенциальный водный мир (гикеан) в зоне обитаемости, в атмосфере которого обнаружены метан и углекислый газ.