Seti hoe we zoeken naar buitenaards leven op voorheen onontdekte

Seti: hoe we zoeken naar buitenaards leven op voorheen onontdekte frequenties

Nasa

Is er leven buiten de aarde? Het is een van de moeilijkst te beantwoorden vragen in de wetenschap gebleken. Ondanks de schijnbaar grenzeloze uitgestrektheid van het heelal, wat impliceert dat er potentieel is voor overvloedig leven, maken de enorme afstanden tussen sterren de zoektocht verwant aan het vinden van een naald in een kosmische hooiberg.

De Search for Extraterrestrial Intelligence (Seti) is een tak van de astronomie die zich richt op het vinden van buitenaards leven door te zoeken naar ongewone signalen, die technosignaturen worden genoemd. De identificatie van een technosignaal duidt niet alleen op het bestaan van leven, maar specifiek op de aanwezigheid van intelligent leven dat gebruik maakt van geavanceerde technologie.

Dat gezegd hebbende, 60 jaar zoeken heeft tot nu toe niets opgeleverd. Maar nu zijn mijn collega’s en ik begonnen met het onderzoeken van een voorheen onontgonnen frequentiebereik.

Seti gaat ervan uit dat buitenaardse beschavingen op een vergelijkbare manier als mensen op aarde gebruik zouden kunnen maken van technologie, zoals het gebruik van mobiele telefoons, satellieten of radar.

Aangezien een aanzienlijk deel van dergelijke technologie signalen genereert die prominent waarneembaar zijn in radiofrequenties, dient het focussen op deze golflengten als een logisch startpunt in de zoektocht naar potentiële buitenaardse intelligentie.

Eerdere onderzoeken naar technosignaturen omvatten alleen de radiofrequentieband boven 600 MHz, waardoor lagere frequenties vrijwel onontgonnen bleven. Dit ondanks het feit dat alledaagse communicatiediensten zoals de luchtverkeersleiding, noodoproepen op zee en FM-radiostations allemaal dit soort laagfrequente straling op aarde uitzenden.

De reden dat het nog niet onderzocht is, is dat telescopen die op deze frequenties werken vrij nieuw zijn. En radiogolven met een lagere frequentie hebben minder energie, wat betekent dat ze moeilijker te detecteren zijn.

In ons afgeronde onderzoek waagden we ons voor het eerst aan deze frequenties.

De Low Frequency Array (Lofar) is ’s werelds gevoeligste telescoop voor lage frequenties, die werkt van 10-250 MHz. Het bestaat uit 52 radiotelescopen en er komen er nog meer bij, verspreid over Europa. Deze telescopen kunnen een hoge resolutie bereiken als ze samen worden gebruikt.

Radiotelescoop in Birr, Ierland.

Radiotelescoop in Birr, Ierland.
wikipedia, CC BY-SA

Ons onderzoek maakte echter maar gebruik van twee van deze stations: één in Birr, Ierland, en het andere in Onsala, Zweden. We onderzochten 44 planeten die rond andere sterren dan onze zon draaiden en die waren geïdentificeerd door de Transiting Exoplanet Survey Satellite van NASA. In de loop van twee zomers hebben we deze planeten gescand op 110 tot 190 MHz met onze twee telescopen.

Op het eerste gezicht lijkt dit geen grote hoeveelheid doelen, maar laagfrequente observatie heeft als groot voordeel dat ze grote gezichtsvelden hebben in vergelijking met hun broers en zussen met hogere frequenties. Dat komt omdat het bestreken hemeloppervlak afneemt met hogere frequenties.

In het geval van Lofar bestreken we 5,27 vierkante graden van de hemel voor elk punt van onze telescopen. Dit resulteerde in 36.000 doelwitten per telescoopbeweging – of meer dan 1.600.000 doelwitten in totaal, als je nagaat welke andere sterren er in de buurt zijn en ook hun planeten meerekent.

Stoorsignalen

Het zoeken naar technosignaturen vanuit de ruimte brengt een grote uitdaging met zich mee – dezelfde technosignaturen zijn alomtegenwoordig op Aarde. Dit vormt een obstakel omdat de telescopen die aan deze zoekopdrachten meedoen een gevoeligheid hebben die signalen, zoals een telefoongesprek, van de andere kant van het zonnestelsel kan detecteren.

Het gevolg is dat de verzamelde gegevens overspoeld worden met duizenden signalen die van de Aarde afkomstig zijn, wat een aanzienlijke moeilijkheid oplevert bij het isoleren en identificeren van signalen die van buitenaardse oorsprong zouden kunnen zijn. De noodzaak om deze uitgebreide en lawaaierige dataset te doorzoeken voegt een extra laag complexiteit toe aan de zoektocht.

Seti hoe we zoeken naar buitenaards leven op voorheen onontdekte.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip

Overzicht van de sterren in onze Melkweg waar Lofar naar technosignaturen heeft gezocht.
Owen Johnson, CC BY

We hebben een innovatieve aanpak bedacht om dergelijke radiofrequentie-interferentie te verminderen, de zogenaamde “coincidence rejection”-methode. Deze houdt rekening met de lokale radiostraling bij elk van onze telescopen. Als ik bijvoorbeeld de telefoon in de buurt van de telescoop in Ierland gebruik om mijn supervisor te bellen, zal datzelfde gesprek niet verschijnen in de gegevens in Zweden, en omgekeerd (vooral omdat de telescoop niet in onze richting wijst, maar naar een exoplaneetkandidaat).

Dus besloten we om alleen signaturen in de dataset op te nemen als ze gelijktijdig aanwezig waren op beide stations, wat suggereert dat ze van buiten de aarde komen.

Op deze manier hebben we duizenden kandidaatsignalen teruggebracht tot nul. Dit betekent dat we met onze zoektocht geen tekenen van intelligent leven hebben gevonden, maar we zijn nog maar net begonnen – en er zijn waarschijnlijk enorm veel aardachtige planeten. De wetenschap dat de toevalsverwerpingsmethode met een hoge succeskans werkt, kan de sleutel zijn om ons in de toekomst te helpen leven op een van deze planeten te ontdekken.

Er zijn veel mogelijkheden voor het zoeken naar technosignaturen bij lage frequenties. Momenteel wordt er een zusterenquête (Nenufar) uitgevoerd die werkt op 30-85 MHz. Daarnaast zullen verdere Lofar-waarnemingen het volume van het onderzoek in de loop van het komende jaar met een factor tien vergroten. De verzamelde gegevens worden ook gebruikt voor onderzoek naar astronomische objecten zoals pulsars, snelle radio-uitbarstingen, radio-exoplaneten en meer.

Gelukkig staan we nog maar aan het begin van een lange reis. Ik twijfel er niet aan dat er nog veel wonderbaarlijke dingen gevonden zullen worden. En als we geluk hebben, oogsten we misschien wel de grootste beloning van allemaal: gezelschap in de kosmos.

De conversatie

Owen Johnson ontvangt financiering van de Breakthrough Prize Foundation.

Ubergeek Loves Coolblue

Zou je na het lezen van deze artikel een product willen aanschaffen?
Bezoek dan Coolblue en ontdek hun uitgebreide assortiment.