6 دقیقه
چگونه ارتباطات سیاره‌ای ردپاهای رادیویی بین‌ستاره‌ای ایجاد میکنند
ماموریت‌های فضایی برای کنترل فضاپیماها، هدایت ربات‌های کاوشگر و دریافت داده‌های علمی به انتقالهای رادیویی پرتوان وابسته‌اند. وقتی کنترل‌کننده‌ها فرمان‌هایی می‌فرستند — مانند دستور به یک مریخ‌نورد برای چرخش یا هدایت یک مدارگرد برای نشانهگیری مجددِ یک ابزار — آن پرتوهای رادیویی به اهدافی در داخل منظومهٔ خورشیدی نشانهگیری می‌شوند. همهٔ انرژی فرستادهشده توسط فضاپیمای موردنظر جذب یا بازتابیده نمی‌شود؛ بخشی از سیگنال از هدف عبور می‌کند و بهصورت پوستهای رو به گسترش از امواج رادیویی به فضای میانستارهای منتشر میشود.
یک تحلیل تازه توسط پژوهشگرانی در دانشگاه پنسیلوانیا به‌همکاری آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، لاگهای دهه‌هأ انتقال داده از شبکهٔ فضای عمیق (DSN) را بررسی کرد؛ آرایهٔ جهانی آنتن‌ها که برای ارتباط با کاوشگرهای فراتر از مدار زمین استفاده میشود. چون سیارات عمدتاً در یک صفحه (اِکلیپتیک) به دور خورشید می‌گردند، این مطالعه نشان میدهد دریافتکنندهای که در لبهٔ آن صفحه قرار گیرد، نسبت به ناظری با مکان تصادفی شانس بیشتری برای رهگیری برخی از این ارتباطات جهتدار دارد. پژوهشگران احتمال قابل‌توجهی برآورد میکنند که شنوندهٔ فرازمینی همراستا با زمین و مریخ در دو دههٔ گذشته احتمالاً در مسیرِ دست‌کم یکی از این انتقالات بین‌سیاره‌ایِ ما قرار داشته است.
چرا همراستایی و نزدیکی اهمیت دارند
هندسهٔ منظومهٔ خورشیدی بسیاری از انتقالات روزمره را در طولِ کمربندی نسبتاً باریک متمرکز می‌کند. اگر یک هوش فرازمینی (ETI) نزدیک آن کمربند، به‌ویژه در فاصلهٔ چند ده سال نوری قرار داشته باشد، شانس بیشتری برای کشف نشت رادیوییِ ما خواهد داشت. مطالعه حدوداً شعاع ۲۳ سال نوری را به‌عنوان فاصله‌ای عملی برجسته می‌کند که در آن انتقالهای دورهٔ شبکهٔ فضای عمیق ممکن است توسط دریافتکنندهای با حساسیت کافی قابلتشخیص باشند. پینچِن فن، ستاره‌شناسی در پن‌استیت که بخش‌هایی از تحلیل را رهبری کرد، اشاره می‌کند که وقتی زمین و مریخ از دیدگاهی دور در یک خط قرار می‌گیرند، احتمال قرارگیری در داخلِ پرتوِ فرستادهشده به‌طور چشمگیری نسبت به مکانِ تصادفی در فضا افزایش می‌یابد.
لاگهای شبکهٔ فضای عمیق و الگوهای سیگنال
با استخراج لاگهای الکترونیکی DSN و بازسازی تاریخچهٔ نشانهگیری، تیم نقشه‌برداری کرد که چه‌وقت و کجا انرژی رادیویی متمرکز به درون منظومهٔ داخلی ارسال شده است. شبکهٔ فضای عمیق در چند باند فرکانسی با توان بالا کار می‌کند و جلسات پیگیریِ بلندمدت را پشتیبانی می‌کند؛ این عوامل میتوانند گسترهٔ مکانی انتقالهای جهتدار را افزایش دهند و راهروهای باریکی ایجاد کنند که در آن‌ها قدرت سیگنال بیشتر از سطوح پس‌زمینه است.
تصویری از جایی که امواج رادیویی‌مان در سراسر منظومهٔ شمسی نشانه‌روی شده‌اند
چرخاندن دیدگاه: یک استراتژی رصدی برای SETI
این بینش را میتوان معکوس کرد: همان‌طور که هوش فرازمینی ممکن است ارتباطات سیاره‌ای ما را شنود کند، ما نیز می‌توانیم با جستجوی امضاهای مشابه دنبال تمدن‌های دیگر بگردیم. اگر یک جامعهٔ بیگانه در حال کاوش یا برقراری ارتباط با سیاراتِ سامانهٔ خود باشد، انتقالهای آن‌ها نیز در امتداد صفحهٔ سیاراتشان متمرکز خواهد شد. از زمین، بهترین فرصت برای رهگیری چنین نشت‌هایی این است که سیستمهای ستاره‌ای نزدیک را هدف بگیریم که در آن‌ها دو یا چند سیاره عبور میکنند و بنابراین از دید ما لبهبهلبه همراستا هستند. رصد این سیستم‌ها ممکن است انتشارهای رادیوییِ باریک‌باند یا الگودار مرتبط با عملیات بین‌سیاره‌ای را آشکار کند.
یک پیچیدگی عملی این است که فهرست سیستمهای چندسیاره‌ای کشف‌شده از طریق گذرها هنوز محدود است. بررسی‌های کشف سیاره‌های فراخورشیدی در دو دههٔ گذشته سرعت گرفته‌اند، اما بسیاری از سامانه‌هایی که چند سیاره عبورکننده دارند هنوز کشف نشده‌اند. رصدخانه‌های آینده قرار است این وضع را تغییر دهند: انتظار می‌رود تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن جمعیت سیارات فراخورشیدی شناخته‌شده را به‌طور چشمگیری افزایش دهد و شمار سیستمهای نامزد را که میتوان جستجوهای مبتنی بر همراستایی را روی آن‌ها اجرا کرد، بالا ببرد.
پیامدها برای SETI و سیاست‌های فضایی
این رویکرد بخشی از جستجوی هوش فرازمینی (SETI) را از بررسی‌های تصادفی آسمان به سوی استراتژی هدفگیری مبتنی بر هندسه منتقل می‌کند. همچنین تأکید می‌کند که عملیات فضایی انسانی تولیدکنندهٔ آثار قابلتشخیص — به‌اصطلاح نشت رادیویی — هستند که می‌تواند سیارات دارای فناوری را برای ناظران با ابزار مناسب فاش کند. این یافته دلالت بر تماس قریب‌الوقوع ندارد؛ بلکه یک برتری هندسی را کمّی می‌کند و به راهبردهای رصدی ملموس اشاره دارد.
"این مطالعه یک ایدهٔ ساده اما قدرتمند را برجسته می‌کند: چینش سیارات می‌تواند تمرکز کند که کجا نشانههای تکنولوژیک بیشترین احتمال مشاهده را دارند،" می‌گوید دکتر آمینا ریوس، اخترفیزیکی که استراتژی‌های کشف سیارات فراخورشیدی را مطالعه می‌کند. "هدفگیری سیستمهای نزدیک با سیارات گذرکنندهٔ شناخته‌شده می‌تواند کارایی جستجو را افزایش دهد. در عین حال، بهبود مدل‌های ما از انتشارهای فضاپیماها و نویز زمینهٔ رادیویی برای ارزیابی واقع‌بینانهٔ قابلیت کشف ضروری است."
نتیجه‌گیری
ارتباطاتِ جهتدار با فضاپیماها راهروهای باریکِ انتشار رادیوییِ تقویت‌شده‌ای ایجاد میکنند که با گسترش به فضای بین‌ستاره‌ای پایدار می‌مانند. هندسهٔ مدارهای سیاره‌ای باعث میشود ناظران همراستا با صفحهٔ اکلیپتیک احتمالاً بیشتر در مسیر این سیگنال‌ها قرار بگیرند. با اعمال این بینش هندسی در SETI، اخترشناسان میتوانند سیستمهای چندسیاره‌ای نزدیک — به‌ویژه آن‌هایی که توسط مأموریت‌های آینده مانند تلسکوپ رومن شناسایی می‌شوند — را برای جستجوهای هدفمندِ نشان‌های رادیویی مصنوعی در اولویت قرار دهند. هرچند کشف فنی و چالش‌برانگیز باقی می‌ماند، این مطالعه چارچوبی آزمایش‌پذیر فراهم می‌آورد که عملیات فضاپیماهای انسانی، نشت رادیویی و جستجوی تمدن‌های فرازمینی را به هم پیوند میدهد.
منبع: sciencealert
نظرات