Исследование суперземли LHS 1140: ноль сигналов и строгие ограничения для передатчиков

Теперь определён минимальный порог, при котором гипотетический радиопередатчик у экзопланеты мог бы быть замечен

Астрономы из проекта Breakthrough Listen впервые осуществили целенаправленный поиск узкополосных радиосигналов искусственного происхождения в системе LHS 1140, находящейся примерно в 49 световых годах (15 парсек) от Земли.

Поводом для этого послужило недавнее открытие разрежённой гелиевой оболочки вокруг каменистой экзопланеты LHS 1140 b, что сделало её одной из самых перспективных суперземель для астробиологии. Используя архивные данные стометрового радиотелескопа Грин-Бэнк (GBT), учёные исследовали диапазоны частот от 1 до 12 ГГц, стремясь выделить сигналы, которые не могут быть объяснены естественными явлениями.

Наблюдения проводились в четырёх диапазонах (L, S, C и X) в течение 2023–2024 годов по стандартной для Breakthrough Listen методике ABACAD: серия пятиминутных сеансов чередовалась между целевой звездой и соседними участками неба, чтобы исключить земные помехи. Инструмент зафиксировал 421 787 сигналов-кандидатов, которые превысили порог по соотношению сигнал/шум. После строгой фильтрации, отбрасывающей все сигналы, одновременно зарегистрированные как на цели, так и на внеосевых позициях, осталось лишь 7 событий — все в L-диапазоне, который наиболее подвержен техногенному шуму Земли.

Подробное исследование подтвердило их морфологическое сходство с известными типами радиочастотных помех, то есть не было обнаружено никаких технологических маркеров.

Отсутствие надёжных сигналов само по себе стало ценным результатом: исследователи вычислили минимальную эффективную изотропно-излучаемую мощность (EIRP), которую могла бы заметить система, и получили порог в 300 гигаватт.

Это означает, что если в системе LHS 1140 функционирует непрерывный узкополосный радиопередатчик, то его мощность не превышает указанного значения, иначе он был бы зарегистрирован. Для оценки масштаба достаточно сравнить: вся сотовая связь Земли излучает около 3 ГВт, тогда как знаменитый планетарный радар обсерватории Аресибо имел мощность примерно 20 тераватт. Цивилизация, чьё совокупное радиоизлучение сопоставимо с нашим, осталась бы невидимой для GBT в данном эксперименте, тогда как направленный радар класса Аресибо — нет.

Исследование подтверждает высокий астробиологический статус системы LHS 1140: гелиевая атмосфера планеты делает её первой суперземлёй в обитаемой зоне с подтверждённым наличием газовой оболочки, что крайне важно для будущих поисков биомаркеров. Авторы подчеркивают, что неблагоприятные условия прохождения сигнала через звёздный ветер могут расширять и ослаблять искусственные радиовсплески, в худшем случае снижая чувствительность поиска на порядок и смягчая установленное ограничение.

Тем не менее, полученный предел в 300 ГВт определяет реальную энергетическую границу для любых радиопередатчиков в этой системе. Дальнейшее наблюдение LHS 1140 планируется провести уже с помощью массива телескопов Аллена, что должно повысить чувствительность и расширить частотный диапазон, а само исследование задаёт шаблон для систематической проверки экзопланет, где недавно открытая атмосфера делает вопрос о технологических маркерах особенно актуальным.