Keresési stratégiák
Az OZMA-tol a Phoenix-ig - A SETI szépsége /Almár Iván/

A SETI programokban többféle filozófián alapuló keresési stratégiát alkalmazhatnak és alkalmaznak. Még olyat is, mint az ismert viccben szereplő részegé, aki elveszett lakáskulcsát nem az elvesztés helyén, hanem a lámpa alatt kereste, mondván: "Itt legalább világos van!". Ennek a filozófiának körülbelül az felel meg, amikor a SETI programok a Föld felszínéről látható hullámhossztartományokra korlátozzák a keresést azon az alapon, hogy "Itt legalább látjuk!". Nem igazán várható el ugyanis a jelet kibocsátó idegen civilizációtól, hogy légkörünk átlátszóságát is figyelembe vegye.

A keresési stratégiák alapvetően különböznek aszerint, hogy

- tudatosan felénk irányított, figyelemfelhívó jel, esetleg üzenet, vagy
- magasan fejlett idegen civilizáció tevékenységének nyoma (például kiszivárgott rádiósugárzás)

az, amit detektálni kívánunk. Az eddig emlegetett SETI programok mind az első csoportba tartoznak, mert feltételezik, hogy a figyelemfelhívó jelek eleve úgy készülnek, hogy viszonylag könnyen megtalálhatók legyenek.

Mi tehát az alapvető különbség egy figyelemfelhívó jel vagy üzenet, illetve egy ugyancsak idegen civilizációtól származó, de véletlenül felfogott hullámcsomag között? Az előbbitől többé-kevésbé elvárható, hogy optimalizált legyen a következő értelemben:

- legyen a színkép számunkra könnyen észlelhető részében, például a "vízablak" körül;
- ne legyen könnyen összetéveszthető bármiféle természetes csillagászati jelenséggel, például egy pulzárral;
- fellépési ritmusa szapora legyen, ne maradhasson észrevétlen azért, mert nem elég sűrűn néztünk oda;
- a jel szerkezete olyan legyen, hogy eleve könnyítse meg a felfedező dolgát, például körpolarizáció alkalmazásával;
- ha a jel információt is hordoz, akkor a modulációja ne rontsa a felfedezhetőségét.

Vannak, akik még további együttműködést is elvárnak a jeleket küldő részéről, ezekről később lesz szó.

Ami a "kiszivárgó sugárzás" észlelhetőségét illeti, a helyzet mindenképp bonyolultabb az előzőnél. Mivel optimalizálásról itt nem lehet szó, sokkal nehezebb lenne a sugárzás nem természetes eredetét bebizonyítani. Természetesen "üzenetről" ezúttal nem beszélhetünk, legfeljebb arra számíthatunk, hogy sikerül felismerni, merre van (vagy volt) a kozmoszban egy másik technikai civilizáció. Persze ilyen kiszivárgott sugárzásra akkor is rábukkanhatunk, ha az illető civilizációnak esze ágában sincs velünk kapcsolatba lépnie, mivel sugárzása óhatatlanul mindenfelé terjed a világűrben. Ez ad nagyobb esélyt a felfedezésére, ami kompenzálja az abból adódó nehézségeket, hogy az idegen civilizáció a sugárzás kibocsátásakor nincs tekintettel ránk, a világűrben tanácstalanul keresgélő, földi SETI kutatókra.

Még az előbbi részben tapasztalhattuk, hogy a jelenlegi SETI programok milyen kis részét fedik le a frekvencia-érzékenység-irány fázistérnek. S a "lefedés" szó amúgy is nagyon félrevezető, mivel attól, hogy adott frekvencián, adott érzékenységgel, adott irányban valamelyik berendezés negatív eredménnyel végrehajtott egy mérést, még egyáltalán nem következik, hogy egy másik pillanatban ugyanannak a mérésnek nem lehetett volna pozitív eredménye! Vagyis az időpont megválasztása is fontos, független paraméter, amely csak úgy lenne kiküszöbölhető, ha az egész eget folyamatosan megfigyelés alatt lehetne tartani (az erre vonatkozó javaslatokat később látni fogjuk).

A 10. ábrán szemléletessé tett feladatot úgy is szokták emlegetni, mint "a tű keresését a szénakazalban". A keresési stratégiák célja vagy a szénakazal mennél nagyobb részének szisztematikus átgereblyézése (mennél sűrűbb fogazatú fésűvel), vagy annak a szegmensnek a kiválasztása valamilyen alapon, ahol a tű előfordulási valószínűsége a legnagyobb. Mindkét stratégiát megtaláljuk a SETI programokban is. Kezdjük talán a frekvencia megválasztásával! Az első stratégiát tulajdonképpen már láttuk, hiszen az ortodox programok sokmillió csatornás "fésűi" mind arra törekszenek, hogy mennél szélesebb hullámhossztartományt fésüljenek át. Ez a módszer fejlett és drága technikát jelent, de nem igényli igazán a jeleket sugárzó társadalom együttműködési készségét. Akik viszont úgy érzik, hogy inkább kozmikus partnereink segítőkészségében bíznak, mint saját szponzoraikban, azok különféle "mágikus frekvenciákon" észlelnek. Egy ilyen mágikus frekvenciát, tudniillik a hidrogén 1420 MHz-es vonaláét kezdettől fogva használták a SETI csillagászok. David Blair ausztrál csillagász még hozzávett néhányat, amelyek úgy keletkeznek, hogy ezt a kitüntetett hidrogén frekvenciát megszorozta néhány olyan jól ismert "kozmikus faktorral", mint a "pi", az "e", a "gyök2", vagy a "proton/neutron tömegarány". Megfigyeléseit a Parkes nagy rádiótávcsövével ezeken a mágikus frekvenciákon végzi évek óta. A célba vett csillagok mind 35 fényévnél közelebb vannak; Blair ugyanis arra hivatkozik, hogy ez az a távolság, amelyről a mintegy 70 éve elsőként kibocsátott földi rádióhullámok már megfordulhattak, ha valaki válaszolt rájuk. A francia Jean Heidmann a Nancay rádiótávcsővel folytat SETI megfigyeléseket; részben ő is mágikus frekvenciákat használ, de másképpen vezeti le azokat. Kiválasztja a célba vett csillagcsoporthoz legközelebbi pulzárt, és annak felvillanási frekvenciáját transzformálja úgy bizonyos egyszerű faktorokkal ("2" és "pi" hatványai), hogy az eredmény a mikrohullámú tartományba essen. Ezeken a transzformált frekvenciákon végzi a megfigyeléseket.

Lépjünk tovább a talán legkényesebb területre, az észlelés irányának, vagyis célpontjának alkalmas megválasztására! A célpontok összeválogatása mindig a "célzott" SETI programok legvitatottabb területe volt. "Ortodox megoldás" a közeli, Nap-típusú csillagok észlelése. A legteljesebb, mintegy 1000 csillagból álló listát Latham állította össze a NASA SETI TS részprogramhoz, amely a Phoenixben folytatódott. Ez 60 pc távolságig szinte teljesnek tekinthető. Érdekes, hogy tartalmazza mind a 100 a Naphoz legközelebbi csillagot - akkor is, ha az kettős vagy vörös törpe, vagyis az élet kialakulása szempontjából alkalmatlannak látszik. Ez is jelzi azok elbizonytalanodását, akik korábban hagyományosan csak a Nap-szerű csillagok Föld-szerű bolygóin tudták elképzelni civilizáció kifejlődését. Mint említettük már, korábban főképp a Szovjetunióban történtek SETI megfigyelések abból a célból, hogy távoli gömbhalmazokban, a Tejútrendszer középpontjában vagy extragalaxisokban szupercivilizációkat találjanak. Ezek a kutatások nehezen illeszthetők az ortodox SETI kutatások közé. Mégis újabban a Phoenix program sem zárkózik el hasonló, nem-hagyományos kísérletektől. Így például 1995-ben Shostak két napig a Kis Magellan Felhő nevű közeli törpegalaxis felé fordíthatta a Parkes rádiótávcsövet. Ily módon távcsöve látómezejébe tízmillió csillag került egyszerre. Ha ezek valamelyike körül működik egy szupercivilizáció, amely milliószor erősebb forrás, mint amilyeneket a Nap-szerű csillagok körül keresünk, akkor az az adott módszerrel kimutatható lenne. Nem sokkal később Sullivan és mások a Tejútrendszer középpontja felé irányították ugyanazt a rádiótávcsövet. Ebben az irányban is sok a csillag, amelyek átlagos távolsága 10 kpc. Egyes vélemények szerint a Tejútrendszer középpontjának környéke asztrofizikai szempontból olyan érdekes, hogy "idegen csillagászok" kolóniáinak felbukkanása ezen a vidéken érthető lenne.

Volt egy érdekes orosz kezdeményezés ZODIAC (állatöv) néven, amelyet a Fekete-tenger melletti úttörőtábor egyik munkatársnője kezdeményezett. Ennek lényege, hogy érdemes az ekliptika, vagyis az állatöv mentén keresni a jelzéseket, mert a Naprendszer bolygói gyakorlatilag ebben a síkban keringenek, és ezért a velünk kapcsolatot kereső, Földön kívüli civilizáció számára előnyös, ha egyidejűleg sugározhat valamennyi bolygó felé. Egy ötméteres rádiótávcsővel meg is kezdték a megfigyeléseket az úttörőtáborban.

Boyce amerikai csillagász egyik ötletét is érdemes megemlíteni. Kiszámította, hogy melyek azok a közeli csillagok, amelyek felé az elmúlt évtizedben véletlenül (valamelyik amerikai bolygókutatási program során) jeleket küldött a világ legnagyobb teljesítményű radarja, az areciboi. Ha ezek a jelek T év alatt érik el valamelyik közeli csillagot (ahol T legfeljebb tíz év), akkor érdemes lenne 2T év elteltével a kérdéses csillag irányából hallgatózni, hogy nem érkezik-e véletlenül valamiféle válasz.

Egymástól függetlenül több szakember is felvetette azt a javaslatot, hogy a kibocsátó és a felfogó állomás szinkronizálása, ami az egyik legnehezebb feladat, talán olyan csillagászati jelenségek segítségével lenne megoldható, amelyek ritkák, és jól láthatók az egész Tejútrendszerből. Ha például felrobban egy szupernóva - ami egy-egy galaxison belül ritkaság, több évszázadonként egyszer fordul csak elő - akkor feltehető, hogy minden tudományosan érdeklődő és technikailag fejlett civilizáció "távcsövei", vagy megfelelő detektorai a látványos égi jelenség felé fordulnak. Ezt a pillanatot kellene felhasználni jelzések küldésére, különösen a szupernóvakitöréssel ellentétes irányba. Ez esetben ugyanis, ha a kérdéses irányban létezik egy ismeretlen rádiócsillagász civilizáció, akkor van esély arra, hogy a szupernóva megfigyelése közben véletlenül rábukkan a közeli jeladóra is. A javaslatot az amerikai Tang 1976-ban, az orosz Makoveckij 1977-ben publikálta; az utóbbi tulajdonképpen egy egyszerű nóvakitörést javasolt időszinkronizáló jelnek, noha a nóvakitörések egyáltalán nem ritkák, és csak kis térfogaton belül látszanak. A szupernóva-ötletet az angol Hilton is felvetette.

1987. február 23-án azután rendkívül látványos szupernóvakitörés történt egy közeli galaxisban, a déli félgömbről látható Nagy Magellan Felhőben. A szupernóva szabad szemmel is látható volt, ami utoljára Kepler idejében történt meg. Felfigyeltem a ritka lehetőségre, hogy az SN1987A kitörése, amely az egész Tejútrendszerből jól látható, felhasználható lenne SETI időpont szinkronizációra úgy, ahogy Hilton és mások javasolták. Azonnal írtam a déli félteke akkor egyedüli SETI megfigyelőhelyének, a Buenos Aires-i obszervatóriumnak, kérve őket, hogy kezdjék meg mielőbb a szupernóva környékének megfigyelését. Javaslatomat az intézet vezetői, Colomb és Lemarchand nagy örömmel fogadták, és 1987 novemberétől a szupernóvát hivatalos észlelési programjukba iktatták.

A "SETI ellipszoid" elnevezésű megfigyelési program alapelve igen egyszerű, a lényeg a 15. ábrán látható. Azokat a csillagokat kell megfigyelni, amelyek egy olyan forgási ellipszoidon helyezkednek el, amelynek egyik fókuszában a szupernóva, a másikban a Föld található. A szupernóvakitörés t pillanatában éri el a Földet azon feltételezett civilizációk sugárzása is, amelyek éppen ezen az ellipszoidon találhatók, mivel

R1 + R - Ro = t = konstans.

Itt R1 a szupernóva és az adó távolsága, R az adó és a Föld távolsága, Ro a szupernóva távolsága a Földtől, és m az adó és a szupernóva szögtávolsága a Földről nézve. Az én felismerésem az volt csupán, hogy közvetlenül a szupernóvakitörés után a SETI ellipszoid még annyira keskeny, hogy m nagyon kicsi, és a megfigyelendő források látszó helye az égen gyakorlatilag alig tér el a szupernóváétól. (Az ábra a 24951 év elteltével létrejövő helyzetet ábrázolja, amikorra az ellipszoid már "meghízott". A jelenlegi helyzetnek a szupernóvát és a Földet összekötő egyenes felel meg.) Ez megkönnyíti a program megvalósítását, hiszen a Magellan felhők észlelése amúgy is a déli csillagvizsgálók fontos feladata. Lemarchand később továbbfejlesztette javaslatomat, és aktív SETI program beindítását kezdeményezte az SN1987A szupernóvával ellentétes irányba. Ezzel a javaslattal egy későbbi fejezetben foglalkozunk.

Egy másik, ugyancsak csillagászati eseményhez kötődő és Shostaktól származó időszinkronizációs javaslat nem a tudatosan felénk sugárzó adó, hanem egy idegen bolygórendszer belső kommunikációs csatornáinak felfedezését segítheti elő. Általában nem tudhatjuk, hogy hol van az a "fősík" egy idegen naprendszerben, ahol bolygóik keringenek, és űrhajóik közlekednek, és ahol minden valószínűség szerint legintenzívebb a belső rádiókommunikáció is. De tág kettőscsillag rendszerek esetében nagyon valószínű, hogy ez a fősík egybeesik a két csillag pályasíkjával. Ha fedési rendszerről van szó, akkor egyértelmű, hogy fedés idején a Föld és a két csillag éppen egy egyenesbe esik, vagyis mi is a fősíkban vagyunk. Shostak szerint ilyenkor lenne érdemes figyelni a rendszer viselkedését a mikrohullámú tartományban, mert ilyenkor nagyobb az esélyünk, hogy lehallgathatjuk a belső kommunikációt.

Természetesen ezek meglehetősen kétségbeesett kísérletek arra, hogy magunkat az ismeretlen helyzetű és felfogású civilizáció helyébe képzelve megpróbáljuk "ésszerűen" kitalálni az ő sugárzási stratégiájukat - ezzel is csökkentve a "kozmikus szénakazal" irdatlan méreteit. Valószínűleg még messze járunk a célravezető stratégiák ismeretétől. Annyi szerintem azonban valószínű, hogy ha egyszer, egyetlen esetben megtörténik "a" felfedezés, akkor a további keresés sokkal könnyebbé válik, mert a sikeres stratégiát alkalmazva szinte azonnal rábukkanunk majd a másodikra, harmadikra és így tovább. (Hasonló eset gyakran előfordult már a csillagászat történetében, például a kvazárok, pulzárok, vagy éppen az exobolygók felfedezésekor.) De azt pillanatnyilag senki sem tudhatja, hogy mennyi idő fog eltelni az első felfedezésig: évek, évtizedek, évszázadok ...? A siker esélye azonban kétségkívül függ attól is, hogy milyen intenzitással folytatódnak világszerte a SETI kutatások, megvalósulnak-e azok a tervek, amelyekkel a következő fejezetben foglalkozunk.

Előző fejezet - Tartalomjegyzék - Következő fejezet

SETI - Földönkívüli Intelligens Élet Kutatás
tudományos módszerekkel
Frissítve: 2000-10-04 Távkapcsolat Co.