Крик космоса: первые итоги российских поисков "сигналов пришельцев"

МОСКВА, 8 янв — РИА Новости. Астрономы уже десять лет пытаются понять, как возникают загадочные "радиосигналы инопланетян", так называемые быстрые радиовсплески. Сотрудник специальной астрофизической обсерватории РАН Сергей Трушкин рассказал РИА Новости о том, что безуспешные поиски этих вспышек натолкнули российских ученых на предположение об их возможном источнике.

Внеземные сигналы

"Год назад я обещал, что мы найдем хотя бы один подобный сигнал. Если честно, я ожидал, что мы обнаружим десятки радиовсплесков, однако реальность оказалась совершенно иной: ни одной FRB-вспышки, даже повторяющейся, мы не зафиксировали", — рассказал Трушкин, выступая на ежегодной конференции "Астрофизика высоких энергий" в стенах ИКИ РАН в Москве.

Впервые о существовании таинственных вспышек радиоизлучения (fast radio-burst, FRB) астрономы заговорили в 2007 году, когда они были случайно открыты во время наблюдений за радиопульсарами при помощи телескопа "Паркс" (Австралия).

В последующие годы ученым удалось найти следы еще девяти подобных всплесков, сравнение которых показало, что они могут иметь искусственное происхождение и даже потенциально быть сигналами внеземных цивилизаций — из-за необъяснимой периодичности в их структуре.

Все сигналы объединяло одно: чрезвычайно большая мощность и необыкновенно далекое расстояние до источников. Поэтому астрономы предположили, что подобные всплески рождаются в ходе слияния нейтронных звезд или других компактных объектов, превращающихся в черную дыру.

Два года назад ученые установили, что это не так — телескоп "Паркс" зафиксировал повторные вспышки в той точке, где шестью годами ранее обнаружили один из первых FRB-всплесков, событие FRB 121102. Это сделало "сигналы инопланетян" еще более загадочными и интересными.

В августе этого года астрономы открыли другую странность — радиотелескоп CHIME, специально предназначенный для поисков этих вспышек, обнаружил новый тип подобных сигналов, чей пик приходится на совершенно другую частоту. Это поставило под сомнение последние теории, связывающие "сигналы инопланетян" с процессами в атмосфере магнетаров, особых мертвых звезд.

Необычные свойства этих радиовсплесков, не позволяющие связать их ни со взрывами сверхновых, ни со слияниями черных дыр или нейтронных звезд, заставили ученых задуматься о более экзотических вариантах рождения подобных сигналов.

К примеру, некоторые астрофизики полагают, что они могут возникать при распаде аксионов, сверхлегких частиц темной материи, взрывах микроскопических черных дыр, а также под влиянием гигантских космических "струн".

Лицо фортуны

Полтора года назад к этим наблюдениям присоединилась Россия с одним из самых известных и старых отечественных телескопов — РАТАН-600 в Специальной астрофизической обсерватории РАН в станице Зеленчукской.

Две ключевые особенности "радиосигналов пришельцев", как надеялись Трушкин и его единомышленники, — их высокая яркость и чрезвычайно низкая продолжительность, — должны были помочь обойти главный недостаток РАТАН-600 — неспособность следить за одной точкой на небе сколь-либо продолжительное время.

"Понятно, что мы очень сильно проигрываем "Парксу" по охвату: там ученые могут одновременно наблюдать за двумя тысячами квадратных минут, тогда как у нас этот показатель равен всего 90 минутам", — объясняет астрофизик.

Во время наблюдений за FRB российский телескоп сканировал все ночное небо, следя за каждой его точкой на протяжении очень небольшого времени, около полутора часов. Это позволило, несмотря на скромный угол зрения РАТАН, покрыть достаточно большую область неба, всего в четыре раза меньше, чем аналогичный показатель для телескопа "Паркс".

Отсутствие финансирования и технические особенности телескопа, как говорил астроном год назад, заставили его команду выбрать необычный диапазон частот для поиска радиовсплесков — около 4,5-4,7 гигагерц.

Подобный шаг сделал поиски на РАТАН-600 уникальными. С другой стороны, появился риск, что ученые ничего не найдут в этой части радиодиапазона.

Отсутствие понимания того, где и как возникают подобные вспышки, заставило ученых сосредоточить усилия на единственном "проверенном" их источнике — объекте FRB 121102. За ним, по словам Трушкина, РАТАН-600 наблюдал примерно полгода, однако неудачи заставили ученых поменять стратегию.

"Есть и объективные, и субъективные причины этого. Вдобавок нам не хватило какой-то доли везения — мы не знаем, куда надо смотреть и где следует искать эти источники. Попасть даже в один из них наугад достаточно сложно", — отметил ученый.

Одна из объективных причин неудач, как признал астроном, — то, что ведению наблюдений за FRB 121102 очень сильно мешали земные источники помех, сокращавшие типичное время наблюдений примерно до семи часов в сутки.

Дело в том, что западный сегмент РАТАН-600 расположен рядом с магистральной автодорогой Черкесск — Архыз, по которой постоянно движется плотный поток машин. Их электроника, как обнаружили астрономы, порождает большое количество шумов и наводок во время дневных наблюдений за той точкой, где находится источник FRB 121102.

Эти помехи были настолько сильными, что их нельзя было подавить или как-то удалить из сигнала, используя системы машинного обучения и удаления шумов. Фактически ученым пришлось обрабатывать дневные данные вручную.

"Мы не думали, что автомобили будут как-то влиять на наши наблюдения, однако практика показала, что это действительно так: ночные наблюдения фактически всегда оказывались намного более успешными, чем дневные сессии", — продолжает Трушкин.

К тому же выяснилось, что РАТАН-600 может быстро находить только очень яркие и заметные источники радиоволн. По словам астронома, таких весьма мало среди примерно 80 тысяч FRB-вспышек, возникающих в обозримой Вселенной каждую секунду, что заметно уменьшает вероятность их обнаружения, даже если телескоп удачно "попадет" в источник сигнала.

Крики мертвых звезд

"Образно выражаясь, нам стало скучно, и в мае мы решили перенаправить телескоп туда, где мы хотя бы что-то обнаружим, какой-нибудь пульсар или радиогалактику. Мы начали следить за Крабовидной туманностью и ее нейтронной звездой, что, как оказалось, полностью оправдало себя", — отметил ученый.

Эти наблюдения, по его словам, показали, что РАТАН-600 действительно может улавливать быстрые радиовсплески, и открыли одну неожиданную вещь, указавшую на их возможный источник.

Как оказалось, так называемые гигантские импульсы, аномально мощные вспышки радиоволн, которые иногда испускает Крабовидная туманность, были очень похожи по структуре на "сигналы инопланетян". Аналогичные им Трушкин и его коллеги получили, наблюдая за некоторыми другими пульсарами.

"Подобные сигналы зафиксировали все три наших приемника, работающие на разных каналах. Это говорит о том, что они не могут быть систематической ошибкой наблюдений. Теперь у нас есть причины полагать, что быстрые радиовсплески и гигантские импульсы пульсаров могут быть связаны друг с другом",— заявил астрофизик.

Идея эта не нова — она была озвучена в 2016 году Максимом Лютиковым из Университета Пёрдью (США) и Сергеем Поповым из Государственного астрономического института МГУ.

Исследователи предположили, что источниками FRB-всплесков могут быть молодые пульсары, вращающиеся с очень высокой скоростью и излучающие необычно мощные, гигантские импульсы.

Сила этих вспышек будет угасать по мере торможения мертвых звезд, и со временем — через несколько десятков или сотен лет после рождения пульсара — они станут полностью невидимыми для радиотелескопов с Земли.

Соответственно, открытие повторяющихся FRB-вспышек при помощи РАТАН-600 и замеры скорости их угасания помогут подтвердить или опровергнуть эту гипотезу.

Все это, как отмечает ученый, будет возможным, если его команда увеличит число приемников с четырех до шести и удвоит количество фильтров. Это не потребует больших вложений — расходы составляют около двух миллионов рублей.

"Если эти планы будут реализованы, то я уверен, что в 2019 году мы сможем найти первый "российский" FRB-всплеск", — говорит Трушкин.