Астрономы за 10 лет проверили 70 тысяч звезд в поисках сигналов инопланетян

Алгоритмы выделили около 100 млн подозрительных сигналов, но все они оказались земного происхождения.

Учёные из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе уже десятилетие работают с радиотелескопом Грин-Бэнк в Западной Вирджинии. Их задача — найти в радиошуме следы внеземного разума. 100-метровая антенна, по размеру сопоставимая с небоскрёбом, улавливает частоты, которые на Земле традиционно используют для связи. Логика простая: если кто-то за пределами Солнечной системы решит выйти на контакт с помощью радиоволн, эти телескопы их заметят.

За десять лет команда просканировала более 70 тысяч звёзд и планетных систем. Алгоритмы ищут узкополосные сигналы: в природе такие практически не встречаются, зато они типичны для искусственных передатчиков. Система фильтрации работает с точностью около 99%, пропуская только самые аномальные данные. Ожидалось, что за такой срок в массиве обязательно найдётся что-то, требующее внимания.

На деле всё оказалось иначе. Из примерно ста миллионов кандидатов ни один не оказался внеземным. Сигналы давали спутники, военные радары, сотовые вышки и даже бытовая техника. Нейросеть отсекла большинство помех, оставшиеся 0,5% вручную проверили учёные и добровольцы. Результат однозначный: в прослушанном объёме космоса искусственных радиосигналов другого происхождения нет.

Отрицательный результат — тоже научные данные. Они позволяют оценить верхнюю границу распространённости технологических цивилизаций: не чаще одной на 16 тысяч звёзд в радиусе 20 тысяч световых лет. Это не доказывает их отсутствие. Возможно, цивилизации используют другие каналы связи, их передатчики слабее, чем мы ожидаем, или они не заинтересованы в излучении сигналов в космос. Зато теперь поиски можно вести более адресно.

Проект давно вышел за рамки академической лаборатории. Данные через веб-платформу анализируют более 40 тысяч добровольцев: каждый может оценить спектр подозрительного сигнала. Параллельно внедряют новые модели машинного обучения, чтобы быстрее отделять земные помехи от потенциально интересных аномалий. За время работы через группу прошли около двухсот студентов, для многих это стало стартом научной карьеры.

Пока «привета» из космоса не поступило, но работа не останавливается. Каждый отсеянный сигнал сужает область поиска и уточняет параметры будущих наблюдений. Телескопы продолжают работу, алгоритмы обновляются, а любой желающий может подключиться к анализу данных. Галактика велика, и следующие десятилетия наблюдений могут изменить картину.

NGC 6872

В верхней левой части расположена гигантская спиральная галактика с перемычкой NGC 6872. Её размер составляет около 500 000 световых лет в поперечнике, что примерно в пять раз больше Млечного Пути. Она находится в южном созвездии Павлин на расстоянии около 200 миллионов световых лет.

Её вытянутая форма обусловлена взаимодействием с меньшей галактикой IC 4970. На снимке последняя видна вблизи ядра NGC 6872.

объект Хербига-Аро 49/50

На этом изображении, полученном телескопом Джеймс Уэбб, мы видим объект Хербига-Аро 49/50 — структуру, которая образуется, когда вещество выбросов протозвезды взаимодействует с более медленным веществом, выброшенным ранее.

Край структуры, образуемой формирующейся звездой, совпадает со спиральной галактикой, находящейся намного дальше. Объект Хербига-Аро 49/50 находится внутри нашей галактики.

Самая детальная карта Вселенной

Спектроскопический инструмент для изучения темной энергии (DESI) нанес на карту более 47 миллионов галактик и квазаров, создав самую большую на сегодняшний день трехмерную карту Вселенной. Свет от самых далеких объектов на этой карте летел до нас около 11 миллиардов лет.

Главная цель проекта - изучить природу темной энергии.

Как полагают сегодня, она составляет около 70% энергии-массы Вселенной и является причиной ее ускоренного расширения. Сравнивая то, как были распределены галактики в прошлом с их нынешним распределением, исследователи могут проследить влияние темной энергии во времени.

В рамках проекта DESI получено в шесть раз больше данных по галактикам и квазарам, чем во всех предыдущих измерениях вместе взятых. Основная часть выполнена, но DESI продолжит наблюдения до 2028 года и расширит карту примерно на 20%.

Туманность Красный Прямоугольник

обнаруженная в 1973 году. Она находится на расстоянии около 2300 световых лет в созвездии Единорога

Её форма связана со старой двойной звездной системой, в которой звезды обращаются друг вокруг друга с периодом примерно 318 дней.

Температура центральной звезды превышает 8000 K, а сама туманность простирается более чем на 0,5 светового года. Уникальный красный цвет объясняется сложными углеродными соединениями, которые светятся под воздействием ультрафиолета.

Энцелад: мир, где отсутствие жизни удивило бы сильнее, чем ее существование

Энцелад долго казался просто маленьким ледяным спутником Сатурна. Его диаметр — всего 504 километра, а средняя температура на поверхности, покрытой толстым слоем льда, составляет около −200 °C. На первый взгляд — совершенно непригодный для жизни мир вдали от Земли и Солнца.

Но затем космический аппарат NASA "Кассини", работавший в системе окольцованного гиганта с 2004 по 2017 год, увидел то, что полностью изменило отношение ученых к этому миру: из трещин возле южного полюса Энцелада бьют гейзеры, выбрасывающие в космос водяной пар и ледяные частицы. И самое интересное — эти гейзеры оказались связаны с глобальным подповерхностным океаном.

И вот тут начинается самое интересное.

"Кассини" несколько раз пролетал через эти выбросы, фактически беря пробы материала прямо на лету. И хотя набор его бортовых инструментов был достаточно скромным и не предназначался для прямого поиска жизни, он все же позволил выявить не только водяной пар и ледяные частицы, но и соли, сложную органику, углекислый газ, аммиак, молекулярный водород и метан.

Обнаружение водорода особенно важно, так как его присутствие указывает на химические реакции, связанные со взаимодействием воды с породами. А значит, океан Энцелада, скорее всего, контактирует с каменным ядром. На Земле похожие процессы питают сложные экосистемы возле гидротермальных источников — совершенно чуждые поверхности миры, куда не проникает солнечный свет.

Позже картина стала еще интереснее. В 2023 году новый анализ архивных данных "Кассини" показал, что в ледяных зернах, выброшенных Энцеладом, присутствуют фосфаты — соединения фосфора, одного из ключевых элементов земной жизни. Фосфор нужен для ДНК, РНК, АТФ и клеточных мембран. Поражает и то, что концентрация фосфора в океане Энцелада может быть как минимум в 100 раз выше, чем в земных океанах.

То есть Энцелад интересен не одним "подозрительным" веществом. Его статус потенциально обитаемого мира связан с целым набором условий. Там есть жидкая вода. Есть сложная органика. Есть соли. Есть фосфаты. Есть метан. Есть молекулярный водород. Есть вероятный контакт океана с породами. И есть источник энергии, без которого даже самая богатая химия остается просто химией.

В рамках своей деятельности я время от времени общаюсь с учеными из разных стран, и в ходе одной из таких дискуссий мы сошлись во мнении, что нас не так сильно удивило бы открытие жизни на Энцеладе, как ее отсутствие. Даже тот скромный набор данных, которым мы располагаем сегодня, буквально подталкивает к мысли, что на этой сатурнианской луне есть все для зарождения и поддержания жизни. Так что если Энцелад окажется стерильным, это будет не просто отрицательный результат, а настоящий научный шок.

Если Энцелад окажется безжизненным, это может означать, что список условий, необходимых для зарождения жизни, намного больше и сложнее, чем мы предполагаем, исходя из земного опыта. Возможно, одной воды, органики, фосфора, химической энергии и контакта океана с породами недостаточно. И тогда отсутствие жизни на Энцеладе станет не менее важным открытием, чем ее обнаружение: оно покажет, что между "пригодной средой" и живой биосферой может лежать куда более глубокая пропасть, чем нам кажется сейчас.

Эллиптическая галактика NGC 1316 и её сосед NGC 1317, которого она поглощает

Эти системы находятся примерно в 100 000 световых лет от нас. На изображении хорошо заметны звёздные петли и «волны» — это не случайные детали, а следы гравитационного взаимодействия двух галактик, которые буквально искажают друг друга.

NGC 1316 в этой паре играет роль «поглотителя». Причём интересно, что сама она — не первичный объект: по данным наблюдений, NGC 1316 уже пережила как минимум одно крупное слияние около 3 миллиардов лет назад.

Рядом с ней находится NGC 1317 — и сейчас она постепенно теряет вещество, формируя те самые вытянутые структуры и звездные потоки.

В итоге мы наблюдаем не статичную картину, а процесс в динамике — медленное «переваривание» одной галактики другой, растянутое на сотни миллионов лет.

Полное небо планет

Каждая цветная точка на этой карте — планета, которая вращается вокруг другой звезды за пределами Солнечной системы (экзопланета).

Здесь почти 6000 планет, обнаруженных только телескопом TESS. Оранжевым показано 5165 кандидатов. Их еще нужно подтвердить другими методами. Синим - уже подтвержденные экзопланеты. Их 679.

Среди них найдены как и каменистые планеты размером с Меркурий, суперземли в несколько раз больше нашей планеты, так и газовые гиганты больше Юпитера.

С учетом других миссий сегодня нам известно более 6270 подтвержденных разными методами экзопланет.

AG Киля (AG Carinae)

AG Киля (AG Carinae) - одна из самых известных переменных ярких голубых звезд в созвездии Киля, расположенная примерно в 20 000 св. лет от Земли. Она относится к классу LBV-звёзд и излучает энергию, превышающую солнечную примерно в 1 000 000 раз. Масса AG Киля оценивается более чем в 50 масс Солнца, при этом она крайне нестабильна.

В процессе активности температура звезды меняется от примерно 9 000 до 25 000 К, а мощные звездные ветры разгоняются до сотен км/с. Туманность, окружающая звезду, имеет массу в 15 солнечных, что дает представление о потерях массы светилом за последние 10 000 лет. AG Киля считается объектом на финальной стадии эволюции и в будущем может взорваться как сверхновая.

Скопление галактик Абелл 2029 иногда называют «самым спокойным скоплением во Вселенной».

Но это не значит, что оно просто спокойно — такое название оно получило потому, что раскалённый газ, заполняющий это скопление, выглядит очень ровным и невозмутимым. Однако новые данные с рентгеновской обсерватории NASA «Чандра» показали, что в прошлом у этого скопления была куда более бурная история. Оказывается, Абелл 2029 до сих пор «успокаивается» после мощного столкновения с другим, меньшим скоплением, которое произошло около четырёх миллиардов лет назад.

Скопления галактик — это самые большие объекты во Вселенной, которые удерживаются вместе силой гравитации. В них входят сотни или даже тысячи галактик, невидимая тёмная материя и огромное количество газа, заполняющего пространство между галактиками. Этот газ нагрет до миллионов градусов, поэтому он светится в рентгеновском диапазоне.

Команда астрономов из Бостонского университета и Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института провела самое глубокое рентгеновское наблюдение этого скопления с помощью «Чандры». Результаты опубликованы в научном журнале. Данные чётко показали, что история скопления вовсе не была скучной. На новом комбинированном изображении видна спиралевидная структура, напоминающая раковину наутилуса — это следы прошлого «беспорядка». Оптический свет от звёзд и галактик (снимок с телескопа на Гавайях) показан белым цветом, а рентгеновские данные — синим.

Учёные считают, что эта спираль в горячем газе возникла, когда газ «взболтался» из-за гравитационного влияния при столкновении скоплений — примерно как вино в бокале, если его резко повернуть. Эта «взболтанная» спираль в Абелл 2029 — одна из самых длинных из когда-либо увиденных: она тянется примерно на два миллиона световых лет от центра скопления.

Есть и другие важные улики, указывающие на прошлое столкновение — причём впервые все они обнаружены в одном скоплении, что позволило восстановить его историю с небывалой детализацией. Например, учёные видят следы широкого «брызга» из более холодного газа, который мог образоваться при ударе. Также возможно, что в раскалённом газе осталась ударная волна — похожая на звуковой удар от сверхзвукового самолёта. Ещё есть особенность в форме «залива», которая, как предполагают исследователи, могла возникнуть там, где внешние части спирали пересекаются с газом, «сорванным» с меньшего скопления, когда оно пролетало сквозь большее. Хотя авторы склоняются к версии, что это след столкновения, возможны и другие объяснения.

Компьютерное моделирование показало, что меньшее скопление было примерно в десять раз легче большого. Спираль образовалась, когда меньшее скопление впервые пролетело сквозь большее, «оттянув» его газ в сторону. Затем гравитация большого скопления замедлило меньшее и притянуло его обратно — произошло второе столкновение. Оно создало ударную волну и оставило за собой «след» из вещества — ту самую область «брызга».

Чтобы разглядеть все эти детали, авторы использовали специальный метод: они проанализировали, насколько форма горячего газа отклоняется от идеальной симметрии. Большая часть газа действительно симметрична и напоминает овал. Учёные «вычли» этот ровный овал из исходного рентгеновского снимка — и на оставшемся изображении чётко проявились необычные структуры: спираль, «залив» и «брызги». Ударная волна слишком слаба, чтобы её было видно на таком изображении.

Новое комбинированное изображение объединяет исходные рентгеновские данные и обработанную («вычтенную») версию. На нём особенно хорошо видна спираль (светло-голубым цветом). Яркость исходного снимка намеренно уменьшили, чтобы лучше показать скрытые детали. Два других объекта — «залив» и «брызги» — отмечены на подписанной версии изображения.

Эту работу провела Кортни Уотсон, когда она была аспиранткой Бостонского университета и научным сотрудником Центра астрофизики. Вместе с ней в статье участвовали Элизабет Блантон (руководитель наблюдений «Чандры»), Скотт Рэндалл, Трейси Кларк и Джон ЗуХон.

Программу «Чандра» курирует Космический центр имени Маршалла в Алабаме, а научные операции и управление полётом осуществляются из Кембриджа и Бёрлингтона в Массачусетсе.