Quand ET appelle, pouvons-nous être sûrs que nous ne sommes pas usurpés ? La nouvelle technique SETI filtre les interférences terrestres pour se concentrer uniquement sur les signaux extraterrestres

La plupart des recherches SETI d’aujourd’hui sont menées par des radiotélescopes terrestres, ce qui signifie que toute interférence radio au sol ou par satellite – allant des satellites Starlink aux téléphones portables, aux micro-ondes et même aux moteurs de voiture – peut produire un signal radio qui imite une technosignature d’une civilisation en dehors de notre système solaire. De telles fausses alertes ont soulevé puis anéanti les espoirs depuis le début du premier programme SETI dédié en 1960.

Actuellement, les chercheurs vérifient ces signaux en pointant le télescope à un endroit différent dans le ciel, puis reviennent plusieurs fois à l’endroit où le signal a été détecté à l’origine pour confirmer qu’il ne s’agissait pas d’un signal unique. Même alors, le signal pourrait être quelque chose de bizarre produit sur Terre.

La nouvelle technique, développée par des chercheurs du projet Breakthrough Listen de l’Université de Californie à Berkeley, vérifie la preuve que le signal a effectivement traversé l’espace interstellaire, éliminant ainsi la possibilité que le signal ne soit qu’une simple interférence radio de la Terre.

Breakthrough Listen, la recherche SETI la plus complète au monde, surveille les cieux du nord et du sud avec des radiotélescopes à la recherche de technosignatures. Il cible également des milliers d’étoiles individuelles dans le plan de la galaxie de la Voie lactée, qui est la direction probable dans laquelle une civilisation émettrait un signal, avec un accent particulier sur le centre de la galaxie.

“Je pense que c’est l’une des plus grandes avancées de la radio SETI depuis longtemps”, a déclaré Andrew Siemion, chercheur principal de Breakthrough Listen et directeur du Berkeley SETI Research Center (BSRC), qui gère le programme SETI le plus ancien au monde. “C’est la première fois que nous avons une technique qui, si nous n’avons qu’un seul signal, pourrait potentiellement nous permettre de le différencier intrinsèquement des interférences de radiofréquences. C’est assez étonnant, car si vous considérez quelque chose comme le signal Wow !, il s’agit souvent d’un signal unique.”

Siemion faisait référence à un célèbre signal à bande étroite de 72 secondes observé en 1977 par un radiotélescope dans l’Ohio. L’astronome qui a découvert le signal, qui ne ressemblait à rien produit par les processus astrophysiques normaux, a écrit “Wow!” à l’encre rouge sur l’impression des données. Le signal n’a pas été observé depuis.

“La première détection ET peut très bien être ponctuelle, où nous ne voyons qu’un seul signal”, a déclaré Siemion. “Et si un signal ne se répète pas, nous ne pouvons pas en dire grand-chose. Et évidemment, l’explication la plus probable est l’interférence des fréquences radio, tout comme l’explication la plus probable du signal Wow !. Avoir cette nouvelle technique et l’instrumentation capable d’enregistrer des données avec une fidélité suffisante pour que vous puissiez voir l’effet du milieu interstellaire, ou ISM, est incroyablement puissant. “

La technique est décrite dans un article paru aujourd’hui dans Le Journal Astrophysique par Bryan Brzycki, étudiant diplômé de l’UC Berkeley; Siémion ; Le directeur de thèse de Brzycki, Imke de Pater, professeur émérite d’astronomie à l’UC Berkeley; et ses collègues de l’Université Cornell et du SETI Institute à Mountain View, en Californie.

Siemion a noté qu’à l’avenir, Breakthrough Listen utilisera la technique dite de scintillation, ainsi que la localisation du ciel, lors de ses observations SETI, y compris avec le télescope Green Bank en Virginie-Occidentale – le plus grand radiotélescope orientable au monde – et le réseau MeerKAT en Afrique du Sud.

Distinguer un signal d’ET

Pendant plus de 60 ans, les chercheurs de SETI ont scanné le ciel à la recherche de signaux qui semblent différents des émissions radio typiques des étoiles et des événements cataclysmiques, tels que les supernovas. Une distinction clé est que les sources cosmiques naturelles d’ondes radio produisent une large gamme de longueurs d’onde – c’est-à-dire des ondes radio à large bande – alors que les civilisations techniques, comme la nôtre, produisent des signaux radio à bande étroite. Pensez à la radio statique par rapport à une station FM syntonisée.

En raison de l’énorme bruit de fond des rafales radio à bande étroite provenant de l’activité humaine sur Terre, trouver un signal depuis l’espace revient à chercher une aiguille dans une botte de foin. Jusqu’à présent, aucun signal radio à bande étroite provenant de l’extérieur de notre système solaire n’a été confirmé, bien que Breakthrough Listen ait trouvé un candidat intéressant – surnommé BLC1 – en 2020. Une analyse ultérieure a déterminé que cela était presque certainement dû à des interférences radio, a déclaré Siemion.

Siemion et ses collègues ont réalisé, cependant, que les signaux réels des civilisations extraterrestres devraient présenter des caractéristiques causées par le passage à travers l’ISM qui pourraient aider à faire la distinction entre les signaux radio terrestres et spatiaux. Grâce à des recherches antérieures décrivant comment le plasma froid dans le milieu interstellaire, principalement des électrons libres, affecte les signaux provenant de sources radio telles que les pulsars, les astronomes ont maintenant une bonne idée de la façon dont l’ISM affecte les signaux radio à bande étroite. Ces signaux ont tendance à augmenter et à diminuer en amplitude au fil du temps, c’est-à-dire qu’ils scintillent. En effet, les signaux sont légèrement réfractés ou déformés par le plasma froid intermédiaire, de sorte que lorsque les ondes radio atteignent finalement la Terre par des chemins différents, les ondes interfèrent, à la fois positivement et négativement.

Notre atmosphère produit une scintillation similaire, ou scintillement, qui affecte la piqûre d’épingle de la lumière optique d’une étoile. Les planètes, qui ne sont pas des sources ponctuelles de lumière, ne scintillent pas.

Brzycki a développé un algorithme informatique, disponible sous forme de script Python, qui analyse la scintillation des signaux à bande étroite et élimine ceux qui s’assombrissent et s’éclaircissent sur des périodes de moins d’une minute, indiquant qu’ils sont passés par l’ISM.

“Cela implique que nous pourrions utiliser un pipeline correctement réglé pour identifier sans ambiguïté les émissions artificielles de sources distantes vis-à-vis des interférences terrestres”, a déclaré de Pater. “De plus, même si nous n’utilisions pas cette technique pour trouver un signal, cette technique pourrait, dans certains cas, confirmer un signal provenant d’une source distante, plutôt que localement. Ce travail représente la première nouvelle méthode de confirmation de signal au-delà du filtre de réobservation spatiale dans l’histoire de la radio SETI.”

Brzycki effectue actuellement des observations radio au télescope de Green Bank en Virginie-Occidentale pour montrer que la technique peut rapidement éliminer les signaux radio terrestres et peut-être même détecter la scintillation dans un signal à bande étroite – un candidat technosignature.

“Peut-être que nous pouvons identifier cet effet dans des observations individuelles et voir cette atténuation et cet éclaircissement et dire en fait que le signal subit cet effet”, a-t-il déclaré. “C’est un autre outil dont nous disposons maintenant.”

La technique ne sera utile que pour les signaux provenant de plus de 10 000 années-lumière environ de la Terre, car un signal doit traverser suffisamment l’ISM pour présenter une scintillation détectable. Tout ce qui proviendrait à proximité – le signal BLC-1, par exemple, semblait provenir de notre étoile la plus proche, Proxima Centauri – ne présenterait pas cet effet.

Les autres co-auteurs de l’article sont James Cordes de Cornell, Brian Lacki du BSRC et Vishal Gajjar et Sofia Sheikh du BSRC et du SETI Institute. Breakthrough Listen est géré par Breakthrough Initiatives, un programme parrainé par la Breakthrough Prize Foundation.