Куди не варто дивитися в пошуках ЕТ
Коли ми скануємо небо в пошуках ознак інопланетних цивілізацій, де саме нам слід шукати, а, можливо, ще важливіше, де нам не слід шукати? Учень старшої школи з Анкари щойно опублікував вражаюче складну відповідь на це питання.
Коли ми скануємо небо в пошуках ознак інопланетних цивілізацій, де саме нам слід шукати, а, можливо, ще важливіше, де нам не слід шукати? Учень старшої школи з Анкари щойно опублікував вражаюче складну відповідь на це питання, створивши фільтраційну систему, яка просіює майже 1,75 мільйона зірок і визначає, які з них дійсно заслуговують нашої уваги. Результат — це публічно доступний каталог, який може змінити спосіб, яким пошук позаземного інтелекту розподіляє свій найцінніший ресурс — час.
Є питання в серці SETI, яке не отримує достатньо уваги. Це не питання про те, чи існують інопланетяни, і не питання про те, чи маємо ми технології для їх виявлення. Це набагато практичніша проблема: з мільярдом зірок у нашій Галактиці та обмеженим часом телескопа, як вирішити, до яких зірок насправді варто прислухатися?
Більшість програм SETI відповідають на це питання, спостерігаючи за найближчими, найяскравішими зірками та сподіваючись на краще. Це розумна стратегія: чим ближче джерело, тим сильніший сигнал, але вона ігнорує дещо фундаментальне. Не всі зірки є однаково хорошими кандидатами для підтримки складного життя. Деякі горять занадто яскраво і швидко вмирають, деякі занадто молоді, а деякі хімічно бідні в способах, які роблять формування планет, не кажучи вже про еволюцію, глибоко малоймовірним. Слухати ці зірки не лише важко, це може бути повною втратою часу.
У Чумацькому Шляху може бути до 400 мільярдів зірок. Як показує це зображення зіркоутворювального регіону LH 95, пошук життя серед них робить пошук голки в сіні здається простим (Credit : ESA/Hubble)
Цю проблему вирішив турецький учень старшої школи на ім'я Сахін Торлакчік. Результат, щойно опублікований у рецензованому журналі, — це Каталог Торлакчіка, система фільтрації на основі правил, застосована до майже 1,75 мільйона зірок з архіву даних космічного телескопа Gaia. Мета полягала не в тому, щоб знайти найкращі кандидати. Це було систематичне визначення найгірших і відкладення їх убік.
Використовуючи сім зіркових параметрів, модель виділяє зірки, малоймовірні для підтримки складного життя, і виключає їх зі списку пошуку. Зірки масою більше ніж півтора рази маса нашого Сонця спалюють своє паливо занадто швидко, і оскільки для еволюції складності потрібно принаймні кілька мільярдів років, важкі зірки просто не живуть достатньо довго. Зірки молодші трьох мільярдів років стикаються з тією ж проблемою з іншого боку: життя на Землі зайняло приблизно стільки ж часу, щоб пройти через одноклітинні організми. Зірки з недостатньою кількістю заліза та інших важких металів є поганими кандидатами для формування скелястих планет. Бінарні системи (дві зірки, що обертаються одна навколо одної) створюють гравітаційні умови, які можуть повністю дестабілізувати орбіти планет. Додайте до цього фотометричну варіабельність і хромосферно активні (спалахи та інші активні області в хромосфері) червоні карлики, які обстрілюють свої планети радіацією, і ви отримуєте сім науково обґрунтованих причин сказати — не цю.
Художнє уявлення червоного карлика (M-карлик), який, згідно з дослідженням учня старшої школи Сахіна Торлакчіка, є хорошим кандидатом для пошуку життя (Credit : NASA/Walt Feimer)
Застосована до повної вибірки, модель виключає приблизно 55 відсотків зірок, залишаючи 777,835 високопріоритетних кандидатів. Вік і металевість виконують найбільшу частину роботи, кожен з них відповідає за скорочення приблизно 29 відсотків від загальної кількості. Залишена популяція складається переважно з K-карликів і тихих M-карликів, які є старшими, стабільними, хімічно багатими зірками, що дають складному життю шанс на виживання.
Вікові дані з Gaia мають значні похибки, іноді охоплюючи мільярди років, і те, як Торлакчік справляється з цією невизначеністю, є одним з найцікавіших виборів у дослідженні. Замість того, щоб застосовувати жорсткий поріг у три мільярди років і відкидати все, що виглядає молодшим, Торлакчік застосовує поріг до верхнього вікового обмеження. Ефект вражаючий, і величезні 355,086 зірок, які б грубіший підхід виключив, зберігаються. Це невелике методологічне рішення з великими практичними наслідками.
Каталог також був перехресно перевірений з основним списком цілей програми Breakthrough Listen, яка є найвідомішим радіо-SETI опитуванням, що наразі працює. Більше половини цілей Breakthrough Listen, що співпали, були б позначені для виключення за цими критеріями життєздатності, переважно через низьку металевість. Це не критика Breakthrough Listen, скоріше це відображає дві дійсно різні філософії: одна оптимізує для виявлення, інша — для правдоподібності. Обидва підходи є взаємодоповнюючими, і використання обох разом створює короткий список зірок, які є достатньо близькими для прослуховування і достатньо обіцяючими, щоб варто було їх почути.
Каталог та інструмент доступні онлайн безкоштовно, тому будь-яка телескопічна програма у світі тепер може застосувати цей фільтр до будь-якого вибіркового набору зірок, який вона обирає. Непогано для проекту старшої школи.