Галактики с высоким радиоизлучением могут быть домом для множества развитых цивилизаций

Учёные, занимающиеся поиском внеземного разума (SETI), десятилетиями ищут в галактике признаки искусственных радиопередач. Начиная с проекта «Озма» в 1960 году, астрономы используют радиотелескопы для прослушивания возможных передач из других звёздных систем или галактик.

Эти усилия достигли пика в январе 2016 года с запуском проекта Breakthrough Listen — наиболее масштабной на сегодня инициативы SETI. Проект объединяет наблюдения радиоволн с телескопов Грин-Бэнк и Паркс, а также наблюдения в видимом свете с помощью Automated Planet Finder (APF).

Последняя серия публикаций данных проекта, озаглавленная «Искусственные передачи как популяции галактик» и размещённая на сервере препринтов arXiv, исследует возможность того, что галактики, яркие в радиодиапазоне («радиояркие» галактики), могут указывать на наличие в них множества развитых цивилизаций.

Автор работы — Брайан К. Лаки, теоретический астроном из инициативы Breakthrough Listen. Его статья, третья в серии, посвящена техносигнатурам целых популяций внеземных цивилизаций (ВЦ), а не отдельных звёздных цивилизаций. Мотивацией отчасти послужила идея, что ВЦ могут использовать самореплицирующиеся зонды (зонды фон Неймана) для исследования и колонизации за пределами своих звёздных систем.

Ключевая идея: Если в галактике существует множество цивилизаций, использующих радиотехнологии, она будет выглядеть ярче в радиодиапазоне. Множество передатчиков могут сливаться в общее «сияние», которое можно обнаружить.

«Если у вас есть некое подмножество [галактик] с большим количеством радиопередач, они будут выглядеть радиояркими», — пояснил Лаки. «Поскольку мы в основном знаем, сколько галактик существует на каждом уровне потока [излучения], мы можем установить верхние пределы на количество этих "искусственных радиогалактик"».

Проблема: Искусственные радиопередачи изначально неотличимы от естественных источников, таких как активные ядра галактик (AGN), вызванные сверхмассивными чёрными дырами.

Методология: Лаки использовал набор моделей для установления пределов количества возможных ВЦ в радиогалактиках. Модели учитывали природу «метаобщества» (экспансивное или «галактический узел») и вовлечённых обществ, эволюцию их передач, распределение светимости и границы используемых радиочастот.

Основные выводы:

• Обилие цивилизаций, охватывающих целые галактики (цивилизации Кардашёва типа III), использующих радиовещание, составляет менее 1 на 10¹⁷ звёзд и менее 1 на миллион крупных галактик.
• Цивилизации типа III в исходном смысле Кардашёва (использующие для передач мощность целой галактики) очень редки: менее 1 из 100 000 галактик размером с Млечный Путь может содержать такую.
• Максимум около 1 из 100 крупных галактик может содержать цивилизацию типа ~2.75, где ВЦ используют для радиовещания около 1/300 светимости галактики.

Стратегии поиска:

1. Коллективный метод: Анализ обзоров неба для установления верхних пределов доли «искусственных радиогалактик» на основе известного распределения галактик по радиоизлучению.
2. Поиск отдельных передач: Целевые наблюдения ближайших галактик в надежде обнаружить отдельные сигналы, выделяющиеся в радиоспектре галактики.

Лаки также отмечает, что будущие обзоры SETI могут искать техносигнатуры и за пределами радиочастот — в рентгеновском, гамма-диапазонах и других нерадиочастотных доменах.