天文学家扫描天空寻找来自星际文明的纳秒脉冲光

艺术家对连接到机器学习网络的绿色银行望远镜的印象。鸣谢:突破聆听/丹妮尔·福瑟拉尔

（神秘的地球uux.cn）据《今日宇宙》（马特·威廉姆斯）：2015年，俄裔以色列亿万富翁尤里·米尔纳和他的非营利组织“突破倡议”(Breakthrough Initiatives)发起了最大的搜寻外星智慧生物(SETI)项目。这项名为“突破聆听”的SETI计划依靠世界上最强大的射电望远镜和先进的分析技术来搜索技术活动的潜在证据(又名。“技术签名”)。这个为期十年的项目将调查距离地球最近的100万颗恒星、我们银河系的中心、整个银道面以及距离银河系最近的100个星系。

2018年，他们与非常高能辐射成像望远镜阵列系统(VERITAS)合作，这是一个伽马射线望远镜的地面系统，在亚利桑那州南部霍普金斯山顶的弗雷德·劳伦斯·惠普尔天文台(FLWO)运行。在最近的一篇论文中，VERITAS Collaboration分享了他们搜索“光学技术签名”第一年的结果(从2019年到2020年)。他们的结果是一个重要的概念证明，展示了未来对地外文明的搜索如何将光脉冲纳入他们的技术签名目录。

VERITAS合作是一项国际努力，包括来自FLWO、哈佛-史密森天体物理中心(CfA)、Arthur B. McDonald加拿大天体粒子物理研究所、德国电子同步加速器(DESY)研究中心、美国航天局戈达德太空飞行中心以及多所大学和研究机构的研究人员。描述他们的发现的论文名为“VERITAS/Breakthrough Listen搜索光学技术签名”，最近在天文学杂志上发表，并可在arXiv预印本服务器上获得。

在过去的60年里，从Ozma计划开始，对ETI的搜寻几乎完全集中在寻找无线电传输的证据上。近年来，科学家们一直在扩大搜索范围，以考虑其他潜在的技术特征，包括定向能通信、科技文明的无线电和光学泄漏、巨型结构的红外辐射、系外行星大气中工业污染物的光谱证据，甚至是我们太阳系的航天器或碎片。

2018年发布的美国宇航局技术签名研讨会报告概述了这些和其他潜在的外星技术例子。VERITAS阵列由四个用于伽马射线天文学的12米(~40英尺)切伦科夫光学反射器组成，它的加入使Breakthrough Listen扩大了对光学技术特征的搜索，特别是对跨星际距离可探测的纳秒光脉冲的搜索。Gregory Foote是特拉华大学(UD)物理和天文学系的博士生，也是VERITAS论文的合著者，他通过电子邮件向《今日宇宙》解释道:

“虽然传统上一直在寻找无线电技术信号，但我们不知道信号将来自哪个波段，也不知道它是脉冲还是稳定的，所以尽可能以多种不同的方式进行搜索是有意义的。我们正在寻找的技术信号，一种脉冲激光，可以(原则上)很容易地被探测到，并使用当前的技术传输1000光年的距离。VERITAS本身允许我们使用地球上一些最大的望远镜来搜索这些脉冲激光。”

VERITAS阵列于2007年完成，有效地补充了美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜(FRGST)和大面积望远镜(LAT)合作，费米是合作伙伴之一，因为它的收集面积更大，对伽马射线更敏感。事实上，VERITAS的分段镜望远镜——类似于詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的主镜——在极高能量(VHE)波段的所有望远镜中具有最高的灵敏度，最大灵敏度为100千兆电子伏(Gev)至10万亿电子伏(TeV)。

当合作团队在突破监听目标目录中搜索高能光脉冲的迹象时，这些能力得到了测试。富特说:

“我们从2017年发布的突破性监听目标目录开始，然后删除了任何不适合VERITAS操作的内容。这给我们留下了大约506个可能的目标，然后根据接近、昏暗和其他美好的事物进行排序——例如，拥有系外行星。这个排名列表给了我们一个很好的工具来选择观察哪些，因为我们只选择了在给定月份中可以看到的排名最高的那些。我们总共观察了30个小时，每次观察大约持续15分钟。我们最终观察到了136个目标，因为有几个观察结果包括多个物体。”

此外，协作团队检查了追溯到2012年的VERITAS档案数据。然后，该团队计算了VERITAS在同一时期观察到的突破监听目录中的哪些目标。由于计算时间有限，他们决定将档案分析扩展到许多不同的目标，只分析第一个小时的高质量数据。“这给我们留下了对119个非重叠区域的249次观察，其中包含140个偶然捕获的目标，”Foote说。“不幸的是，在我们分析的任何观察中，我们都没有从这些目标中找到这种技术特征的证据。”

虽然他们的分析没有发现任何纳秒光脉冲的证据，但这项研究提供了一个重要的概念证明，将为未来的研究提供信息。它还对可能承载传输文明的恒星数量进行了限制，有助于缩小搜索范围，增加未来探测的可能性。Foote说，除此之外，这项研究可能对现有的和计划中的伽马射线观测站有重大意义。这包括全景全天时近红外和光学技术特征探测器(PANOSETI ),它将与Veritas天文台进行协调观测:

“我认为对更广泛领域的最大影响是，这种技术特征可以通过借鉴现有的伽马射线天文台来搜索，包括VERITAS和尚未建成的天文台。这也是另一种方式，因为专门为这种技术特征建造的天文台，如PANOSETI，可以从它身上获得一些伽马射线科学。这是两个领域之间的一个独特的交汇点，到目前为止还没有被充分探索过。”