Od dekad ludzkość zadaje sobie pytanie, które zafrapowało Enrico Fermiego w 1950 roku: „Gdzie oni wszyscy są?”. Pomimo gigantycznej skali wszechświata i miliardów gwiazd, wokół których potencjalnie mogło rozwinąć się życie, nie natrafiliśmy na żaden niezbity dowód istnienia pozaziemskich cywilizacji. Ten słynny Paradoks Fermiego, jedno z największych wyzwań współczesnej nauki, doczekał się wielu prób wyjaśnienia – od przerażających wizji „Ciemnego Lasu” po bardziej optymistyczne teorie o zbyt dużej odległości czy uwięzieniu cywilizacji na macierzystych planetach.

Teraz jednak naukowcy z Instytutu SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) rzucają nowe światło na tę zagadkę. Ich najnowsze badanie sugeruje, że to, co bierzemy za kosmiczną ciszę, może być w rzeczywistości hałasem – ale hałasem pochodzącym od samych gwiazd. To przełomowe odkrycie, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie The Astrophysical Journal, zmienia zasady gry w poszukiwaniu sygnałów od obcych.

Jak szukamy śladów życia poza Ziemią?

Poszukiwania obcych cywilizacji przyjmują różne formy. Możemy wypatrywać kosmicznych megastruktur, takich jak słynne sfery Dysona (choć ich twórca, Freeman Dyson, pierwotnie zaproponował ten pomysł jako żart), mających za zadanie wykorzystać energię gwiazd. Inną metodą jest detekcja technosygnatur – przypadkowych „przecieków” technologicznych, takich jak nasze ziemskie sygnały radiowe, które mogłyby dotrzeć do odległych układów gwiezdnych. Ostatnią, i być może najbardziej intuicyjną, drogą jest szukanie sygnałów celowo nadawanych przez inteligentne cywilizacje.

Właśnie na tych ostatnich skupia się projekt Breakthrough Listen instytutu SETI. Astronomowie od dawna optowali za poszukiwaniem sygnałów wąskopasmowych. Dlaczego? Otóż kosmos, choć wydaje się cichy, jest pełen naturalnych sygnałów, które w przeważającej większości są szerokopasmowe, obejmujące szeroki zakres częstotliwości i długości fal. Sygnały wąskopasmowe, podobnie jak te używane w naszych ziemskich radiach i laserach, wyróżniają się na tle naturalnego szumu, co czyni je idealnym narzędziem do komunikacji na gigantyczne odległości.

„Nie możemy być pewni, że cywilizacje pozaziemskie zdecydują się transmitować sygnały wąskopasmowe, ani nawet że w ogóle będą używać komunikacji radiowej lub laserowej, ale jeśli celowo próbują zwrócić na siebie uwagę, wąskopasmowy sygnał radiowy lub laserowy jest do tego doskonałym sposobem” – wyjaśniają naukowcy z projektu Breakthrough Listen. „Oba są zdolne do przemierzania odległości międzygwiezdnych, a nawet międzygalaktycznych, i wyróżniają się na tle naturalnych sygnałów głównie dlatego, że obejmują tylko wąski zakres częstotliwości.”

Gwiazdy jako zagłuszacze: Przełomowe badanie SETI

Jednak najnowsze badania, prowadzone przez zespół pod kierownictwem Vishala Gajjara, astronoma z Instytutu SETI, rzucają cień wątpliwości na tę optymistyczną strategię. Naukowcy postanowili zbadać, jak egzoplanetarne środowisko międzyplanetarne (Exo-IPM) – czyli przestrzeń w pobliżu gwiazdy obcej cywilizacji – może wpływać na wysyłane przez nią sygnały. Gwiazdy same w sobie nie są ciche; zjawiska takie jak wiatry gwiazdowe i koronalne wyrzuty masy mogą rozszerzać sygnały wąskopasmowe, kluczowe dla komunikacji na niewiarygodnie długie dystanse.

„Wyszukiwania SETI są często zoptymalizowane pod kątem niezwykle wąskich sygnałów” – wyjaśnił Vishal Gajjar. „Jeśli sygnał zostanie rozszerzony przez środowisko własnej gwiazdy, może on spaść poniżej naszych progów detekcji, nawet jeśli tam jest, potencjalnie pomagając wyjaśnić część radiowej ciszy, którą obserwujemy w poszukiwaniach technosygantur.”

Aby przetestować tę hipotezę, badacze analizowali historyczne sygnały wąskopasmowe wysyłane przez nasze własne statki kosmiczne przez Układ Słoneczny i z powrotem na Ziemię. Zespół precyzyjnie określił rozszerzenie widmowe, które miało miejsce w przypadku tych sygnałów, zauważając, że problem nasilał się podczas maksimum słonecznego, kiedy Słońce jest znacznie bardziej aktywne.

Karły typu M – najwięksi winowajcy?

Następnie zespół zastosował tę wiedzę do innych gwiazd, skupiając się na karłach typu M (dMs) – najliczniejszym typie gwiazd w naszej galaktyce. Chociaż ich zdolność do podtrzymywania życia na orbitujących planetach jest przedmiotem debaty, karły M są szczególnie interesujące ze względu na ich długie życie, co daje obcym cywilizacjom mnóstwo czasu na rozwój zaawansowanych technologii. Niestety, wyniki są niepokojące: okazało się, że karły typu M są typem gwiazd, które z największym prawdopodobieństwem rozszerzają sygnały wąskopasmowe.

„Pokazujemy, że rozszerzenie może przekroczyć 10–100 Hz dla większości systemów. Te poziomy rozszerzenia widmowego są wystarczająco duże, aby przesunąć w przeciwnym razie wykrywalne technosygantury poniżej progów czułości obecnych systemów poszukiwawczych zoptymalizowanych dla kanałów poniżej 1 Hz” – piszą naukowcy w swojej pracy.

Badacze podkreślają, że „to rozszerzenie widmowe wywołane turbulencjami – szczególnie w dynamicznych środowiskach karłów typu M – może stanowić przekonujące wyjaśnienie dla pozornego braku wykrytych wąskopasmowych technosygantur radiowych”.

Nowe nadzieje i kierunki poszukiwań

Chociaż odkrycia te z pewnością komplikują poszukiwania sygnałów od obcych, nie oznaczają, że jest to zadanie niemożliwe. Wręcz przeciwnie, pomagają one naukowcom lepiej zrozumieć, czego tak naprawdę powinni szukać. „Dzięki ilościowemu określeniu, w jaki sposób aktywność gwiazdowa może zmieniać sygnały wąskopasmowe, możemy projektować poszukiwania, które są lepiej dopasowane do tego, co faktycznie dociera na Ziemię” – dodała Grayce C. Brown, współautorka badania i asystentka badawcza w Instytucie SETI – „a nie tylko do tego, co może być transmitowane”.

To przełomowe badanie zmusza nas do ponownego przemyślenia naszych strategii i otwiera nowe drogi w trwającej od dziesięcioleci kosmicznej detektywistyce. Być może Paradoks Fermiego nie jest dowodem na brak obcych cywilizacji, lecz jedynie na niedoskonałość naszych dotychczasowych metod ich szukania.