Ricercatori dell’università di Berkeley hanno ideato una nuova tecnica per trovare e controllare possibili segnali radio provenienti da altre civiltà, un importante progresso nella ricerca dell’intelligenza extraterrestre (SETI) che aumenterà significativamente la fiducia in qualsiasi futuro rilevamento di vita aliena.
La maggior parte delle odierne ricerche SETI sono condotte da radiotelescopi terrestri, il che significa che qualsiasi interferenza radio terrestre o satellitare – dai satelliti Starlink ai cellulari, microonde e persino motori di auto – può produrre un segnale radio che imita una firma tecnologica di una civiltà al di fuori il nostro sistema solare. Tali falsi allarmi hanno suscitato e poi deluso le speranze da quando è iniziato il programma SETI nel 1960.
Attualmente, i ricercatori controllano eventuali segnali ricevuti puntando il telescopio in un punto diverso nel cielo, quindi tornano alcune volte nel punto del cielo in cui il segnale è stato originariamente rilevato per verificare che il segnale persista. Anche in questo caso, il segnale potrebbe essere qualcosa proveniente da qualche nostra tecnologia.
La nuova tecnica, sviluppata dai ricercatori del progetto Breakthrough Listen presso l’Università della California, Berkeley, verifica la presenza di prove che il segnale sia effettivamente passato attraverso lo spazio interstellare, eliminando la possibilità che il segnale sia una mera interferenza radio proveniente dalla Terra.
Breakthrough Listen, la ricerca SETI più completa al mondo, monitora i cieli settentrionali e meridionali con radiotelescopi alla ricerca di firme tecnologiche. Prende di mira anche migliaia di singole stelle nel piano della galassia della Via Lattea, che è la probabile direzione in cui una civiltà trasmetterebbe un segnale, con un’attenzione particolare al centro della galassia.
“Penso che sia uno dei più grandi progressi del SETI da molto tempo“, ha affermato Andrew Siemion, ricercatore principale di Breakthrough Listen e direttore del Berkeley SETI Research Center (BSRC), che gestisce il programma SETI più longevo al mondo. “È la prima volta che disponiamo di una tecnica che, disponendo di un solo segnale sospetto che non si è ripetuto, potenzialmente potrebbe consentirci di differenziarlo intrinsecamente da eventuali interferenze in radiofrequenza. È piuttosto sorprendente, perché qualcosa come il segnale Wow!, altamente suggestivo, non si è mai ripetuto”.
Siemion si riferiva a un famoso segnale a banda stretta di 72 secondi osservato nel 1977 da un radiotelescopio in Ohio. L’astronomo che ha scoperto il segnale, che non assomigliava a nulla di prodotto dai normali processi astrofisici, ha scritto “Wow!” in inchiostro rosso sulla stampa dei dati. Da allora il segnale non è stato più osservato.
“Il primo rilevamento ET potrebbe benissimo essere un segnale unico“, ha detto Siemion. “E se un segnale non si ripete, non c’è molto che possiamo dire al riguardo. E ovviamente, la spiegazione più probabile è un’interferenza in radiofrequenza. Avere questa nuova tecnica e la strumentazione in grado di registrare i dati con una fedeltà sufficiente tale da poter vedere l’effetto del mezzo interstellare, o ISM, è incredibilmente potente“.
La tecnica è descritta in un documento apparso su The Astrophysical Journal dallo studente laureato della UC Berkeley Bryan Brzycki. Siemion ha osservato che, in futuro, Breakthrough Listen impiegherà la cosiddetta tecnica della scintillazione, insieme alla posizione del cielo, durante le sue osservazioni SETI, anche con il Green Bank Telescope in West Virginia – il più grande radiotelescopio orientabile al mondo – e il MeerKAT matrix in Sud Africa.
Distinguere un segnale da ET
Per più di 60 anni, i ricercatori SETI hanno scansionato i cieli alla ricerca di segnali di aspetto diverso dalle tipiche emissioni radio delle stelle e di eventi cataclismici come le supernove. Una distinzione fondamentale è che le sorgenti cosmiche naturali di onde radio producono un’ampia gamma di lunghezze d’onda, ovvero onde radio a banda larga, mentre le civiltà tecniconologiche, come la nostra, producono segnali radio a banda stretta. Pensa alla radio statica rispetto a una stazione FM sintonizzata.
A causa dell’enorme background di segnali radio a banda stretta dovute all’attività umana sulla Terra, trovare un segnale proveniente dallo spazio esterno è come cercare un ago in un pagliaio. Finora non è stato confermato alcun segnale radio a banda stretta dall’esterno del nostro sistema solare, sebbene Breakthrough Listen abbia trovato un candidato interessante, soprannominato BLC1, nel 2020. Analisi successive hanno determinato che era quasi certamente dovuto a interferenze radio.
Siemion ed i suoi colleghi si sono resi conto, tuttavia, che i segnali reali provenienti da civiltà extraterrestri dovrebbero mostrare caratteristiche causate dal passaggio attraverso l’ISM che potrebbero aiutare a discriminare tra segnali radio terrestri e spaziali. Grazie a ricerche passate che descrivono come il plasma freddo nel mezzo interstellare, principalmente elettroni liberi, influenzi i segnali provenienti da sorgenti radio come le pulsar, gli astronomi ora hanno una buona idea di come l’ISM influisca sui segnali radio a banda stretta.
Tali segnali tendono ad aumentare e diminuire di ampiezza nel tempo, cioè scintillano. Questo perché i segnali vengono leggermente rifratti, o piegati, dal plasma freddo che attraversano, così che quando le onde radio alla fine raggiungono la Terra per percorsi diversi, le onde interferiscono, sia positivamente che negativamente.
La nostra atmosfera produce uno scintillio simile che influenza la puntinatura della luce ottica di una stella. I pianeti, che non sono fonti puntiformi di luce, non brillano.
Brzycki ha sviluppato un algoritmo informatico, disponibile come script Python, che analizza la scintillazione dei segnali a banda stretta ed elimina quelli che si attenuano e si illuminano per periodi inferiori a un minuto, indicando che sono passati attraverso l’ISM.
Ciò implica che potremmo utilizzare un canale opportunamente sintonizzato per identificare in modo inequivocabile l’emissione artificiale da fonti distanti rispetto all’interferenza terrestre. Inoltre, questa tecnica potrebbe, in alcuni casi, confermare un segnale proveniente da una fonte lontana, piuttosto che localmente. Questo lavoro rappresenta il primo nuovo metodo di conferma del segnale oltre il filtro di riosservazione spaziale nella storia della radio SETI.
Lo studente laureato Bryan Brzycki al Green Bank Telescope, dove sta usando una nuova tecnica basata sulla scintillazione per controllare i segnali radio potenzialmente provenienti da civiltà aliene. (Credito fotografico: Bryan Brzycki, Breakthrough Listen)
Brzycki sta ora conducendo osservazioni radio al Green Bank Telescope nel West Virginia per dimostrare che la tecnica può eliminare rapidamente i segnali radio terrestri e forse persino rilevare la scintillazione in un segnale a banda stretta, un candidato per la firma tecnologica.
“Forse possiamo identificare questo effetto all’interno di singole osservazioni e vedere quell’attenuazione e schiarimento e dire effettivamente che il segnale sta subendo quell’effetto“, ha detto. “È un altro strumento che ora abbiamo a disposizione“.
La tecnica sarà utile solo per i segnali che hanno origine a più di circa 10.000 anni luce dalla Terra, poiché un segnale deve viaggiare attraverso un numero sufficiente di ISM per mostrare una scintillazione rilevabile. Qualunque cosa originata nelle vicinanze – il segnale BLC-1, ad esempio, sembrava provenire dalla nostra stella più vicina, Proxima Centauri – non mostrerebbe questo effetto.
Altri coautori dell’articolo sono James Cordes della Cornell, Brian Lacki del BSRC e Vishal Gajjar e Sofia Sheikh sia del BSRC che del SETI Institute. Breakthrough Listen è gestito da Breakthrough Initiatives, un programma sponsorizzato dalla Breakthrough Prize Foundation.
