Pesquisa da NASA para vida extraterrestre no Universo - "nos próximos dez anos"

"Tudo o que nós acreditamos que era necessário para que a vida começa na Terra agora é conhecido por ser onipresente em toda a nossa galáxia e além. Sabendo que a vida extraterrestre poderia existir, a corrida é para descobrir se é ou não, na verdade, não existe."

Quase 14 bilhões de anos atrás, o nosso universo nasceu de uma sopa quântica roda, em um evento espetacular e dinâmica conhecido como o big bang \ ". Depois de várias centenas de milhões de anos as primeiras estrelas iluminaram o cosmos, e muitas centenas de milhões de . anos depois, os restos de incontáveis ​​explosões estelares se fundiram nos primeiros sistemas planetários De alguma forma, através de um processo ainda não compreendido, as leis da física que orientam o desdobramento do nosso universo deu origem a organismos auto-replicantes -. a vida Ainda mais desconcertante, este vida evoluiu a capacidade de conhecer o seu universo, para estudá-lo, e questionar sua própria existência. Isso aconteceu muitas vezes? Se o fizesse, como? Se não foi assim, por quê?

SETI (Busca por Inteligência Extraterrestre) experimentos buscam determinar a distribuição de avançado de vida no universo através de detectar a presença de tecnologia, geralmente através da procura de emissão eletromagnética de tecnologia de comunicação, mas também pela busca de provas do uso de energia em grande escala ou propulsão interestelar . Tecnologia é assim utilizado como um proxy para a inteligência - se uma avançada tecnologia existe, por assim faz o anúncio avançado de vida que o criou.

Embora fontes astrofísicas naturais produzir uma gama diversificada de emissão de partículas a energia eletromagnética, gravitacional e alta, existem determinados tipos de emissões que, tanto quanto sabemos, só poderiam ser geradas por uma tecnologia avançada. Por exemplo, a tecnologia construída por seres humanos tem vindo a produzir emissão de rádio por mais de 100 anos que seria facilmente detectável em dezenas de anos-luz usando re ceiving tecnologia apenas moderadamente mais avançada do que a nossa. Algumas das emissões, incluindo produzido pelos radares planetários no Observatório de Arecibo e da Rede de Espaço Profundo da Nasa, seria detectável em toda a nossa galáxia.

Tecnologias muito mais avançadas do que a nossa própria poderiam potencialmente produzir ainda mais dramática evidência de sua presença. Grandes estruturas estelar escala poderiam causar modulação aparente na luz das estrelas à medida que orbitou o seu exército, e uso de energia maciça por uma civilização avançada de super pode ser revelado por sua assinatura termodinâmica, mesmo a partir de milhões de anos-luz de distância.

Embora saibamos de apenas um exemplo de vida em qualquer lugar do universo, temos razões para ser otimista sobre a possibilidade de vida fora da Terra. Planetas como a Terra, água e química complexa já foram encontrados em abundância em toda a nossa galáxia. Tudo o que nós acreditamos que era necessário para que a vida começa na Terra agora é conhecido por ser onipresente em toda a nossa galáxia e além. Sabendo que a vida extraterrestre poderia existir, a corrida é para descobrir se é ou não, de fato, existe.

Ainda mais interessante é a possibilidade de que a vida extraterrestre pode ter seguido um processo de desenvolvimento semelhante como a vida na Terra, e deu origem a uma forma de vida que possui uma inteligência e capacidade tecnológica semelhante, ou talvez muito superior, o nosso próprio. Realização de buscas diretas de vida extraterrestre avançada é o único meio de determinar a prevalência de tal vida no universo, e respondendo a uma de nossas perguntas mais fundamentais: Será que estamos sozinhos?

Rádio e SETI Óptico

A motivação para rádio procura de inteligência extraterrestre pode ser resumido da seguinte forma:

1. emissão de rádio coerente é comumente produzido por tecnologia avançada (a julgar pelo desenvolvimento tecnológico da Terra), 2. radiação eletromagnética pode transmitir informações na velocidade máxima atualmente conhecido por ser possível, 3. fótons de rádio são energeticamente mais barato para produzir, 4. certos tipos das emissões de rádio coerentes são facilmente distinguidas a partir de fontes astrofísicas fundo, 5. Estas emissões podem trânsito vastas regiões do espaço interestelar relativamente unaected por gás, plasma e poeira. Estes argumentos são unaected variando suposições sobre a motivação da inteligência de transmissão, por exemplo, se o sinal transmitido é intencional ou não, e pode ser aplicado de forma aproximadamente igual a uma variedade de tipos de sinais potenciais ou esquemas de modulação. Experimentos SETI rádio modernos têm vindo a decorrer nos últimos 55 anos, mas para a maior parte, eles têm procurado apenas uma pequena fração do espectro de rádio acessível a partir da superfície da Terra e ter sondado apenas algumas estrelas próximas em alta sensibilidade.

Grandes telescópios de rádio nacionais nos Estados Unidos, como o Telescópio Green Bank, em West Virginia e do Observatório de Arecibo, em Porto Rico são excelentes instalações para uma ampla gama de astronomia, incluindo estudos de pulsares que poderiam levar à detecção de radiação gravitacional de baixa frequência , mapeando o conteúdo atômica e molecular de galáxias próximas, e sondando as épocas mais antigas do universo. Além disso, estas instalações estão entre os melhores do mundo em busca dos sussurros fracos de tecnologias distantes. A figura 1 ilustra o baixo ruído parte natural do espectro de rádio entre 110 GHz, e os locais aproximados no espectro de rádio, onde vários tipos dierent de transmissores terrestres produzem emissões. O Telescópio Green Bank e Observatório de Arecibo pode realizar observações ao longo de toda esta gama do espectro radioeléctrico.

No início deste ano, um grupo de astronomia, engenharia e física de alunos e funcionários da nossa equipe na Universidade de Berkeley, trabalhando com nossos colegas do Radio Astronomy Observatory Nacional, instalado um novo instrumento no Telescópio Green Bank, que nos permite con observações SETI duto em paralelo com outros astrônomos, uma técnica que chamamos de \ piggy-back "observar. Este projecto foi financiado por uma combinação de apoio do Programa ology NASA Astrobi, a National Science Foundation e Fundação John Templeton, mas a Nasa não prevê o financiamento de experimentos SETI.

Além do Telescópio Green Bank, outros programas de rádio SETI estão em curso nos Estados Unidos no Observatório de Arecibo eo privado Allen Telescope Array no norte da Califórnia. Muitos radiotelescópios internacionais estão também a ser usado para pesquisas SETI rádio, incluindo a matriz de Baixa Frequência (LOFAR) na Europa, a matriz Murchison Wideeld (MWA) na Austrália e no telescópio Lovell em Jodrell Bank Observatory no Reino Unido.

Enquanto o paradigma dominante na pesquisa SETI envolve a busca da parte de rádio do espectro eletromagnético, outros comprimentos de onda possuem mérito também. Similar à nossa consideração de emissão de rádio de tecnologia humana como um exemplo de um sinal tectable potencialmente des de inteligências extraterrestres, podemos conceber formas pelas quais as tecnologias humanos que operam em outros comprimentos de onda poderiam produzir assinaturas detectáveis ​​a distâncias Lar Interstel. Por exemplo, tecnologia de laser já desenvolvido na Terra poderia ser usada para produzir um sinal que pode ofuscar o sol por muitas ordens de magnitude a uma distância de mais de 1000 anos luz.

Esses experimentos SETI ópticos e infravermelhos vêm em duas variedades, pesquisas de pulsos de luz de curta duração e pesquisas para a emissão de luz em um único comprimento de onda, utilizando um Trometer spec. Em relação a transmissões de rádio, sinais ópticos podem potencialmente transmitir muito mais informações e conteúdo são mais facilmente focado para a sinalização ou comunicação dirigida.

Em um dos telescópios ópticos do premier do mundo, o Observatório Keck, em Mauna Kea, Havaí, estudantes e professores da UC Berkeley estão buscando uma busca por lasers Articial contínuas, usando espectros ópticos que são coletados para o objetivo principal de buscar e caracterizar os planetas extra-solares . Em um esforço adicional, um grupo liderado por alunos e professores da UC San Diego está usando o Observatório Lick, perto de San Jose, na Califórnia, para realizar uma pesquisa para lasers pulsados ​​na parte do infravermelho próximo do espectro eletromagnético, comprimentos de onda apenas um fio de cabelo mais do que a luz óptica - a primeira experiência SETI já a operar neste comprimento de onda. Outros experimentos SETI óptico estão atualmente operando ou em desenvolvimento na Universidade de Harvard e vários institutos de pesquisa na França e na Itália.

Garantir que as instalações como o Telescópio Green Bank, Arecibo e Keck Observatory continuar a existir como classe mundial observatórios astronômicos é fundamental para a sua capacidade sucesso continuado para experimentos SETI.

Data Mining SETI

A era do "observatório virtual" chegou. Muitos astrônomos não precisam mais viajar milhares de milhas para um telescópio e comandar um instrumento para realizar observações.

Centenas de terabytes de dados astronômicos, coletados com telescópios bilhão de dólares, estão agora disponíveis gratuitamente.Em muitos casos, estes dados são disponibilizados a toda a comunidade astronômica no instante em que são coletadas. Estes dados, sem dúvida, contêm muitas descobertas astronom iCal que são ainda descoberto. Talvez, se olhou muito perto de uma nova maneira, alguns destes dados contêm evidências de uma inteligência extraterrestre.

A literatura astronômica está repleta de especulações de que inteligências muito avançados podem produzir assinaturas detectáveis ​​por observações astronômicas tradicionais. Maciça \ Dyson "estruturas, assim chamado depois que eles foram primeiro proposto pelo físico Freeman Dyson, pode ser ser construída para colher a energia de centenas de sóis e podia ser detectado na última geração de estudos do céu infravermelho. A Figura 4 mostra três congurations hipotéticas de estas estruturas Dyson orbitando uma estrela-mãe. Uma civilização muito avançada usando uma fonte astronômica naturalmente brilhante como um farol pseudo-articiais, como a modulação de uma estrela, naturalmente, expandindo e contraindo ou interferência com um pulsar, poderia ser descoberto através de uma análise cuidadosa de estrela variável ou observações pulsar.

Pesquisadores da Penn State University, liderada pelo Prof. Jason Wright, tem recentemente sob tomado uma eort peso significativo para procurar evidências de uso de energia maciça por civilizações muito avançadas usando dados do telescópio espacial WISE da NASA. Embora até agora este trabalho tem produzido apenas resultados negativos, ele colocou restrições signicativas sobre a presença de civilizações galácticas escala avançados tremely ex. Trabalho adicional liderada pelo Dr. Erik Zackrisson na Suécia e Prof. Michael Garrett na Holanda chegou a conclusões semelhantes sobre a raridade de civilizações super-avançada, mas este trabalho recolhido representa um novo promissor e crescente área de pesquisa SETI.

Nos próximos dez anos

É indubitável que a próxima década será um tempo incrivelmente excitante para a astrobiologia. Dados fornecidos por missões como a Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) eo Telescópio Espacial James Webb (JWST) praticamente garantir dramáticos novos insights sobre ciência exo planeta, incluindo a identificação e caracterização de exoplanetas alguns dos mais próximas à Terra. Ao mesmo tempo, vamos continuar a aprender mais sobre o desenvolvimento da vida na Terra eo potencial para a vida em outro lugar em nosso próprio Sistema Solar. Se a história serve de guia, essas descobertas só fará aumentar a nossa imaginação sobre as possibilidades de vida avançado em outros lugares do Universo. Duas das perspectivas mais interessantes para avanços na pesquisa SETI estão descritos abaixo.

O Prêmio Breakthrough Foundation1 anunciou recentemente a descoberta Ouça e Mensagem Initiatives2 - dois programas que irá investigar a possibilidade de vida fora da Terra e da relação entre a humanidade ea vida no universo. Breakthrough Ouvir é um eort $ 100M 10 anos para realizar a pesquisa mais sensível, abrangente e intensivo para a vida inteligente avançado em outros mundos jamais realizadas.

Usando o GBT e Parkes, Breakthrough Ouça vai realizar observações profundas de 1.000.000 das estrelas mais próximas à Terra, que será pelo menos 10 vezes mais sensível do que nunca realizado e irá abranger pelo menos 5 vezes mais do espectro de radiofrequências. Romper Ouça também irá realizar um levantamento completo sem precedentes de todo o plano da Via Láctea, bem como pesquisas de mais de 100 outras galáxias, incluindo todos os s Galax em Grupo Local da Via Láctea. A sensibilidade do Banco verde, expressa como a luminosidade (potência) detectável como uma função da distância do transmissor, é mostrado na figura

6. Como mostrado, o telescópio Green Bank poderia detectar um transmissor de rádio extraterrestre com a mesma luminosidade como a nossa própria radar mais poderoso (o Radar Arecibo Planetária), em 1 minuto cada, para mais de 1 milhão de estrelas próximas.

Usando um telescópio óptico robótico no Observatório Lick, a APF com seu \ Levy Spec Trometer, "Breakthrough Ouça observará 1000 estrelas próximas e 100 galáxias à procura de emissão de laser articiais. Estas observações serão realizados ao longo do comprimentos de onda de 374.950 nm, incluindo o próximo ultravioleta , a porção infravermelha todo visível e próximo do espectro eletromagnético. avanço Ouça irá detectar lasers com qualquer potência acima de 100 Watts a partir das estrelas mais próximas e acima de 1000 Gigawatts das galáxias mais próximas.

O projecto Square Kilometre Array (SKA) é uma parceria internacional que visa construir o maior radiotelescópio do mundo operando em metros e centímetros comprimentos de onda, eventualmente, alcançar um quilômetro quadrado cheio (1 km2) da área de coleta para alguns componentes.

Tal telescópio, como previsto, seria o radiotelescópio mais poderoso do mundo, superando todas as actuais instalações por uma ordem de magnitude ou mais em pura sensibilidade. Fase I do SKA está prevista para ser construída na África do Sul e Austrália do Sul, com a média frequência (-ondas centímetros, SKA1-MID) e baixas frequências componentes (SKA1-LOW,-ondas metros) dividido entre os dois locais, respectivamente . A sede SKA está localizado no Observatório Jodrell Bank perto de Manchester, Reino Unido.Há 10 países membros SKA, e cerca de 100 organizações de 20 países que participam no seu desenvolvimento. Os Estados Unidos não é actualmente um país membro do SKA.

O SKA irá oferecer novas capacidades revolucionárias observacionais para SETI, permitindo sen observações SETI sível segmentados para ser realizado ao lado de outra pesquisa astronômica. Ao invés de simplesmente \ piggy-backing ", observadores do SETI será capaz de apontar de forma independente o telescópio em alvos de interesse, utilizando formação de feixe digital de alta velocidade. SKA constru ção está prevista para ser concluída em duas fases. SKA Fase 1 incluirá uma baixa frequência ( SKA1-LOW, 50 350 MHz) componente matriz composta de 130.000 antenas dipolo situados no sul da Austrália (Figura 7a) e um componente de 200 prato de média frequência (SKA1-MID, 350 14000 MHz) localizadas na África do Sul (Figura 7b) . SKA Fase 2 irá completar telescópio con trução em ambos os locais e poderia incluir o aumento com a nova tecnologia de matriz de abertura de frequência média que poderia expandir dramaticamente os telescópios campo principal de visão.

SKA pode ser o primeiro telescópio capaz de detectar radiação de fuga verdadeiramente Earthlike de estrelas próximas, permitindo-nos a nossa melhor chance de detectar uma outra civilização com uma assinatura de rádio artificial semelhante à nossa.

A imagem de raios-x XMM-Newton, na parte superior da página mostra o Coma Cluster, um grande aglomerado de galáxias que contém mais de 1.000 galáxias identificadas. Juntamente com o Leo cluster (Abell 1367), que é uma das duas principais aglomerados compreendendo o Coma Superaglomerado. Raios-X Observatório Espacial da ESA XMM-Newton é o maior satélite científico já construído na Europa, seus espelhos do telescópio estão entre os mais potente já desenvolvido no mundo, e com suas câmeras sensíveis pode ver muito mais do que qualquer satélite de raios-X anterior .

O Galaxy diário via NASA Astrobiology: Dr Andrew Siemion na audiência de Astrobiologia ao Comitê de Ciência, Espaço e Tecnologia na terça-feira, 29 de setembro de 2015. Siemion é o diretor do Centro de Pesquisa Berekeley SETI.

A imagem de raios-x XMM-Newton, na parte superior da página mostra o Coma Cluster, um grande aglomerado de galáxias que contém mais de 1.000 galáxias identificadas. Juntamente com o Leo cluster (Abell 1367), que é uma das duas principais aglomerados compreendendo o Coma Superaglomerado. Raios-X Observatório Espacial da ESA XMM-Newton é o maior satélite científico já construído na Europa, seus espelhos do telescópio estão entre os mais potente já desenvolvido no mundo, e com suas câmeras sensíveis pode ver muito mais do que qualquer satélite de raios-X anterior .

Crédito de imagem: Cortesia de Pedro Rodriguez (XMM-Newton SOC) e ESA.