Siamo soli nell'Universo?

UCLA SETI

La missione di UCLA SETI è trovare prove dell'esistenza di altre civiltà nella Galassia. Conduciamo ricerche di tecnofirme radio con il più grande telescopio completamente orientabile sulla Terra, il Green Bank Telescope da 100 metri nel West Virginia. Le nostre ricerche sono sensibili ai segnali emessi a migliaia di anni luce di distanza, consentendo il contatto da un’ampia frazione della Via Lattea. Finora abbiamo campionato oltre 55.000 stelle e rilevato oltre 82 milioni di segnali candidati, con ulteriori osservazioni pianificate nel prossimo futuro. Siamo entusiasti di espandere le nostre capacità di ricerca lanciando una collaborazione con scienziati cittadini e siamo grati per il tuo coinvolgimento nella ricerca! Questa collaborazione è resa possibile dalle sovvenzioni della The Planetary Society e del NASA Citizen Science Seed Funding Program.

La ricerca di vita nell'Universo

La ricerca della vita nell'Universo rappresenta uno degli sforzi scientifici più profondi dell'umanità. Tutta la vita sulla Terra è legata a un antenato comune e la scoperta di altre forme di vita rivoluzionerà la nostra comprensione dei sistemi viventi. A un livello più filosofico, trasformerà la percezione che l'umanità ha del suo posto nel cosmo. Le osservazioni con il telescopio Kepler della NASA hanno dimostrato che ci sono miliardi di mondi potenzialmente abitabili nella nostra Galassia (Bryson et al. 2021). La profusione di pianeti, unita all’abbondanza degli elementi costitutivi della vita nell’universo, suggerisce che la vita stessa potrebbe essere abbondante.

Biofirme e tecnofirme

La ricerca della vita nell’Universo viene condotta cercando prove di biofirme o tecnofirme. Una firma biologica è qualsiasi sostanza o fenomeno che fornisce prove scientifiche della vita passata o presente. Una tecnofirma è qualsiasi proprietà o effetto misurabile che fornisce prova scientifica della tecnologia passata o presente. Le ricerche di tecnofirme vengono condotte nelle parti visibile, infrarossa e radio dello spettro elettromagnetico. In questo progetto ci concentriamo sulle tecnofirme radio.

Vantaggi delle tecnofirme radio

La ricerca di tecnofirme radio può espandere la ricerca della vita nell’universo dalla vita primitiva a quella complessa e dal quartiere solare all’intera Galassia (Margot et al., 2019). Nello specifico, presenta quattro vantaggi: (1) un costo inferiore a quello della ricerca di biofirme, (2) un volume di ricerca che è un milione di volte più grande della bolla locale relativamente piccola che favorisce la ricerca di biofirme, (3) un livello più elevato di fiducia nell'interpretazione dei rilevamenti perché nessun processo naturale può essere invocato per spiegare le firme, (4) il potenziale per profondi progressi nella conoscenza se un segnale include informazioni che possono essere decodificate.

Obiettivo 1 del progetto: identificare i segnali più promettenti nei dati SETI

La nostra ricerca di tecnofirme utilizza il Green Bank Telescope (GBT) da 100 metri in una modalità di osservazione sensibile ai trasmettitori di classe Arecibo situati entro 415 anni luce dalla Terra e a trasmettitori che sono 1000 volte più efficaci situati entro 13.000 anni luce dalla Terra ( Margot et al., 2023). Le nostre osservazioni campionano 800 MHz di larghezza di banda nella banda L (1,1–1,9 GHz), una regione dello spettro radio che contiene “uno standard di frequenza unico e oggettivo, che deve essere noto a ogni osservatore nell’Universo: l’eccezionale linea di emissione radio a 1.420 Mc./s. (λ=21 cm) di idrogeno neutro” (Cocconi e Morrison, 1959). Per ogni ora di utilizzo del telescopio, la nostra ricerca copre 8 direzioni del cielo che includono migliaia di stelle e produce circa 5 milioni di rilevamenti di segnali a banda stretta, circa il 99,5% dei quali vengono automaticamente classificati dalla nostra pipeline di elaborazione dati come interferenze in radiofrequenza di origine antropica ( RFI). I restanti 25.000 rilevamenti all’ora costituiscono promettenti tecnofirme candidate. Questa piattaforma di scienza dei cittadini è progettata per identificare i segnali più promettenti tra questi.

Obiettivo 2 del progetto: contribuire a costruire strumenti di intelligenza artificiale per riconoscere la RFI

L’interferenza di radiofrequenza (RFI) rimane la sfida più grande per la ricerca di tecnofirme. Sebbene la maggior parte delle RFI possano essere classificate con strumenti computazionali classici (ad esempio, Siemion et al., 2013), strumenti di machine learning (ML) (ad esempio, Pinchuk e Margot, 2021) offrono un notevole potenziale per migliorare la robustezza, l'accuratezza e la velocità della classificazione. L'addestramento di un algoritmo ML per migliorare la classificazione dei segnali candidati come RFI o segnali extraterrestri richiede un set di addestramento etichettato. Questa piattaforma di Citizen Science è progettata per aiutare a generare questo set di formazione etichettato.

Spettri dinamici

La nostra pipeline di elaborazione dati è simile alle procedure di analisi standard in astronomia radar e astronomia pulsar. Produce spettri dinamici (a volte noti come “spettrogrammi” o “grafici a cascata”), che sono immagini 2D in cui le linee rappresentano tempi consecutivi, le colonne rappresentano frequenze consecutive e l’intensità dei pixel trasmette la potenza del segnale. Gli spettri dinamici con dimensioni di 500 x 446 pixel, che si estendono su 298 Hz in frequenza e 150 s nel tempo, rivelano la struttura tempo-frequenza di ciascun segnale candidato.

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