神秘的“外星信标”实际上是虚惊一场

该无线电信号似乎来自比邻星,并为未来的搜索提供了有益的演练

Telescope against cloudy skies

帕克斯射电望远镜。

研究人员在2021年10月发表在《自然·天文学》杂志上的两篇论文中报告称,澳大利亚望远镜在2019年探测到的一个无线电信号,起初似乎来自离太阳最近的恒星,但实际上并非来自外星人。“这是人为的无线电干扰,来自某种技术,可能是在地球表面,”SETI(搜寻地外文明计划)研究所的天文学家索菲亚·谢赫说,她是这两篇论文的共同作者。

但是,这个由“突破聆听”计划——一项耗资1亿美元的雄心勃勃的私人资助项目——探测到的干扰,起初看起来非常有趣,以至于天文学家们花费了将近一年的时间来探究其起源。这是“突破聆听”计划的数据首次触发详细搜索,这次经历使科学家们能够更好地研究未来的候选探测信号。

宾夕法尼亚州立大学的天文学家杰森·赖特说:“对于我们来说,进行这些演练真的很有价值。”“我们需要这些候选信号,以便学习如何处理它们——如何证明它们是外星的还是人为的。”


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神秘的闪烁信号

自2016年以来,“突破聆听”计划利用世界各地的望远镜监听可能来自外星文明的广播。该计划接收到数百万个来源不明的无线电闪烁信号,几乎所有信号都可以迅速归类为来自地球上的无线电干扰,例如移动电话基站或飞机雷达。

2019年的信号有所不同。它是由澳大利亚东南部的64米帕克斯·穆里扬射电望远镜探测到的,来自比邻星的方向——比邻星是离太阳最近的恒星,仅1.3秒差距(4.2光年)远。比邻星引起了SETI研究人员的浓厚兴趣,不仅仅是因为它离我们很近。这颗恒星至少有两颗行星,其中一颗行星的轨道距离适中,其表面可能存在液态水——这是地球上生命存在的先决条件。“突破聆听”计划的姊妹计划“突破摄星”旨在未来向这颗行星发射微型宇宙飞船,以寻找生命。

这个神秘的信号最初是由希尔斯代尔学院的本科生肖恩·史密斯在2020年发现的,当时他正在“突破聆听”计划中担任研究实习生。史密斯正在梳理帕克斯在2019年4月和5月六天内收集的数据。望远镜一直在比邻星方向进行观测,持续了26个小时。当时它并非专门搜索外星人,而是在监测恒星表面的耀斑,耀斑可能会损害附近行星上生命产生的机会。

数据包括来自恒星附近的400多万个信号,但史密斯注意到一个频率接近982兆赫的信号,该信号似乎源自恒星本身,并持续了约五个小时。“我很高兴找到一个符合我所有寻找标准的信号,但我立即对其持怀疑态度,并认为一定有一些简单的解释,”史密斯说。“我从没想过这个信号会引起如此大的轰动。”

史密斯与他的导师丹尼·普莱斯分享了信息,普莱斯将其发布在“突破聆听”Slack频道上,团队开始认真调查。“我的第一个想法一定是干扰,我想这是一种健康的态度,要持怀疑态度,”普莱斯说,他是加州大学伯克利分校的天文学家,也是“突破聆听”计划在澳大利亚的项目科学家。“但过了一会儿,我开始想,这正是我们正在寻找的那种信号。”

该信号被命名为BLC1,即“突破聆听候选信号1”,是第一个通过该计划所有初步筛选测试以排除明显干扰源的信号。“它确实让我一度想知道‘万一是真的呢?’”谢赫说。

谢赫、普莱斯和一大群同事开始研究可能的解释,从未编目的卫星到行星宇宙飞船的传输。在澳大利亚,982兆赫左右的射频频段主要用于飞机,但科学家们无法确定该区域有任何飞机可以解释该信号——当然也不可能持续五个小时的飞机。

在2020年11月以及2021年1月和4月,研究人员将帕克斯望远镜指向比邻星,以查看是否可以再次接收到该信号。他们没有成功。

最终,该团队在原始数据中发现了其他信号,这些信号看起来很像982兆赫的信号,但频率不同。该团队的自动分析已将这些信号作为地球干扰而丢弃。进一步的分析表明,BLC1和这些“相似”信号都是来自未知来源的干扰。这些信号互相调制和混淆,就像吉他放大器调制和扭曲吉他音符一样,这使得将BLC1识别为干扰变得如此困难。

地球起源

谢赫说,由于该信号在2020年和2021年的观测中没有再次出现,因此它可能来自故障的电子设备,这些设备被关闭或修复了。该团队怀疑该设备相对靠近帕克斯,可能在几百公里以内。加州大学伯克利分校的SETI天文学家丹·沃西默说,信号的频率漂移方式与廉价的晶体振荡器一致,例如计算机、电话和收音机中常用的晶体振荡器,他专门研究信号处理。

谢赫正在与另一名学生合作,使用机器学习算法来梳理出干扰设备正在发射的频率,这可能有助于他们追踪其来源。一个挥之不去的谜团是,为什么该信号似乎仅在望远镜指向比邻星时才出现。如果干扰的节奏模仿了望远镜观测恒星的节奏,那可能只是一种不幸的巧合。

无线电干扰以前也困扰过其他天文搜索,例如,帕克斯接收到的闪烁信号结果证明是人们用微波炉加热午餐造成的。著名的“Wow!”信号是1977年俄亥俄州的一架射电望远镜探测到的一个强大的闪烁信号,它非常有趣,以至于观测科学家在计算机打印输出的页边空白处潦草地写下了“Wow!”——但其来源始终无法追踪。

谢赫指出,自那时以来,外星人搜索已经变得更加复杂。“许多小组认为,如果你有一个仅在指向源时才出现的探测信号,那就行了,打开香槟庆祝吧,你完成了,”她说。“随着技术的变化,我们审核信号的方式也必须改变——而这种改变直到BLC1才结合在一起。”其中一篇《自然·天文学》论文包含一份详细的清单,以帮助天文学家确定他们的信号是否真的来自外星人。

美国宇航局戈达德太空飞行中心的行星科学家拉维·库帕拉普说:“宇宙给了我们一个干草堆。”“我们需要在其中找到针,并确保我们找到的确实是一根针。”

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