Le comunicazioni attraverso la vastità dello spazio interstellare potrebbero essere migliorate sfruttando la capacità di una stella di focalizzare e ingrandire i segnali di comunicazione. Un team di studenti laureati della Penn State sta cercando proprio questo tipo di segnali di comunicazione che potrebbero sfruttare il nostro sole se le trasmissioni passassero attraverso il nostro sistema solare.

È stato accettato per la pubblicazione su The Astronomical Journal un articolo che descrive la tecnica, esplorata nell'ambito di un corso di laurea alla Penn State sulla ricerca dell'intelligenza extraterrestre (SETI). ed è disponibile sul server di prestampa arXiv.

Secondo la teoria della relatività generale di Einstein, oggetti massicci come stelle e buchi neri fanno piegare la luce mentre passa a causa dell'attrazione gravitazionale dell'oggetto. Lo spazio deformato attorno all'oggetto agisce in qualche modo come la lente di un telescopio, focalizzando e ingrandendo la luce, un effetto chiamato lente gravitazionale.

"Gli astronomi hanno considerato di sfruttare le lenti gravitazionali come un modo per costruire essenzialmente un telescopio gigante per guardare i pianeti attorno ad altre stelle", ha affermato Jason Wright, professore di astronomia e astrofisica alla Penn State che ha tenuto il corso ed è direttore della Penn State Centro di intelligence extraterrestre. "È stato anche considerato un modo in cui gli esseri umani potrebbero comunicare con le nostre sonde se mai le avessimo inviate a un'altra stella. Se una specie tecnologica extraterrestre dovesse usare il nostro sole come lente per gli sforzi di comunicazione interstellare, dovremmo essere in grado di rilevare quelle comunicazioni se guardiamo nel posto giusto."

Poiché le comunicazioni su distanze interstellari dovrebbero affrontare una varietà di sfide legate alla potenza di trasmissione e alla fedeltà su distese così vaste, i ricercatori ritengono che qualsiasi sforzo di comunicazione implicherebbe probabilmente una rete di sonde o relè, come le torri di telefoni cellulari nello spazio. In questo studio, hanno osservato una delle nostre stelle più vicine, che dovrebbe essere il nodo più vicino in una rete di comunicazione.

"Gli esseri umani usano le reti per comunicare in tutto il mondo tutto il tempo", ha affermato Nick Tusay, uno studente laureato nel corso che ha contribuito a guidare il progetto. "Quando si utilizza un telefono cellulare, le onde elettromagnetiche vengono trasmesse alla torre cellulare più vicina, che si collega alla torre successiva e così via. Anche i segnali TV, radio e Internet sfruttano i sistemi di comunicazione di rete, che hanno molti vantaggi rispetto al punto comunicazioni da punto a punto. Su scala interstellare, ha senso usare le stelle come lenti e possiamo dedurre dove dovrebbero essere posizionate le sonde per usarle."

In questo studio, i ricercatori hanno osservato più di 550 volte la distanza Terra-sole di fronte al cielo da Alpha Centauri, le stelle più vicine al nostro sistema che potrebbe essere il nodo più vicino in una rete di comunicazioni, che è dove si troverebbe una sonda in il nostro sistema solare per utilizzare il sole come lente. Ciò ha consentito ai ricercatori di rilevare potenzialmente le trasmissioni radio che potrebbero essere segnali inviati direttamente alla Terra per comunicare con noi, segnali inviati ad altre sonde che esplorano il sistema solare o forse anche segnali inviati attraverso la lente gravitazionale ad Alpha Centauri.

"Ci sono state alcune ricerche precedenti utilizzando lunghezze d'onda ottiche, ma abbiamo scelto di utilizzare lunghezze d'onda radio, perché la radio è un ottimo modo per comunicare informazioni attraverso lo spazio", ha affermato Macy Huston, uno studente laureato del corso che ha contribuito a guidare il progetto. "Abbiamo incluso quelle che sono note come lunghezze d'onda 'waterhole', che sono spesso al centro delle ricerche SETI perché sarebbero una parte ideale dello spettro radio in cui comunicare e potrebbero agire come una pozza d'acqua sulla Terra, dove si riuniscono molte specie. le lunghezze d'onda sono generalmente prive di altre onde radio provenienti da oggetti cosmici, quindi è una parte pulita dello spettro in cui comunicare."

Lo studio di queste particolari lunghezze d'onda ha anche consentito ai ricercatori di massimizzare la quantità di dati che potevano raccogliere nel cielo in un breve lasso di tempo. Gli studenti ricercatori hanno raccolto i dati in una notte quando hanno visitato il Green Bank Telescope in West Virginia. La loro raccolta e analisi dei dati è stata condotta in collaborazione con Breakthrough Listen, un programma dedicato alla ricerca di prove della vita intelligente oltre la Terra.

Gli studenti non hanno rilevato alcun segnale nelle lunghezze d'onda che hanno studiato che potrebbe essere di origine extraterrestre nell'area che hanno osservato, suggerendo che i segnali a queste lunghezze d'onda non venivano inviati verso la Terra durante la breve finestra in cui stavano guardando.

"La nostra ricerca è stata limitata a una notte, quindi tutto ciò che non stava trasmettendo mentre stavamo osservando non sarebbe stato raccolto", ha detto Tusay. "Sebbene la nostra ricerca limitata potrebbe non rilevare le sonde esistenti se non trasmettessero costantemente a queste frequenze, questo è stato un buon test per vedere se questo tipo di ricerca è possibile."

I ricercatori suggeriscono che estendere la loro ricerca per includere ulteriori osservazioni, o osservazioni dirette ad altre stelle vicine o altre frequenze, potrebbe comunque rivelarsi fruttuoso. Uno degli studenti della classe sta attualmente esplorando i dati d'archivio per vedere se le precedenti osservazioni di Breakthrough Listen hanno indicato aree aggiuntive che potrebbero essere ottimali per le sonde che utilizzano l'effetto della lente gravitazionale.

"L'effetto lente non è il più forte a queste frequenze, anche se ci sono ancora buone ragioni per cui queste frequenze potrebbero essere utilizzate", ha affermato Huston. "Ma crediamo che la tecnica sia valida e speriamo che gli studenti del corso negli anni futuri possano ampliare la nostra ricerca."

Il corso SETI di livello universitario è uno dei due soli al mondo, l'altro presso l'Università della California, a Los Angeles, che incoraggia gli studenti laureati a condurre un progetto di ricerca SETI via radio e a pubblicare i propri risultati in una rivista scientifica.

"Questo corso di laurea è il fulcro del Penn State Center for Extraterrestrial Intelligence", ha affermato Wright. "Gli studenti provengono da una varietà di discipline, tra cui astrobiologia, astronomia, chimica e geofisica. Quest'anno, poiché era una classe ibrida, abbiamo avuto anche uno studente di un'altra università che si è unito a noi. Una delle cose belle di questa classe è che , poiché il campo SETI è così giovane, è possibile per gli studenti dare un contributo reale e pubblicare ricerche. È notevole."

La ricerca è stata presentata il 29 giugno al primo SETI Symposium di Penn State allo State College, Pennsylvania. + Esplora ulteriormente

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