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2015年、ロシアとイスラエルの億万長者Yuri Milner氏と彼の非営利団体Breakthrough Initiativesは、地球外知的生命体探査(SETI)プロジェクトを立ち上げた。「Breakthrough Listen」として知られるこのSETIの取り組みは、世界で最も強力な電波望遠鏡と高度な分析に頼って、技術的活動の潜在的証拠(別名「テクノシグネチャー」)を探索する。この10年間のプロジェクトでは、地球に最も近い100万個の星、銀河系の中心、銀河面全体、そして天の川銀河に最も近い100個の銀河を調査する。

2018年、彼らはアリゾナ州南部のホプキンス山頂にあるフレッド・ローレンス・ウィップル天文台(FLWO)で運用されているガンマ線望遠鏡の地上システムであるVERITAS(Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System)コラボレーションと提携した。最近の論文で、VERITAS Collaborationは「光学的テクノシグネチャー」の探索の初年度(2019年から2020年まで)の結果を共有した。彼らの結果は、将来の地球外文明の探索がどのように光パルスをテクノシグネチャー・カタログに組み込むことができるかを示す重要な概念実証である。

VERITASコラボレーションは、FLWO、ハーバード・スミソニアン天体物理学センター(CfA)、アーサー・B・マクドナルド・カナダ天体素粒子物理学研究所、ドイツ電子シンクロトロン(DESY)研究センター、NASAゴダード宇宙飛行センター、および複数の大学や研究機関の研究者を含む国際的な取り組みである。「A VERITAS/Breakthrough Listen Search for Optical Technosignatures」と題された彼らの論文のプレプリントは、最近オンラインに掲載された。

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FLWOベースキャンプとVERITASアレイ。 (Credit: VERITAS/UofArizona)

オズマ計画から始まった過去60年間、ETIの探索は、ほとんど無線通信の証拠を探すことだけに集中してきた。近年、科学者たちは、指向性エネルギー通信、技術文明からの電波や光の漏れ、巨大構造物からの赤外線放射、太陽系外惑星大気中の工業汚染物質のスペクトル証拠、さらには太陽系内の宇宙船やデブリなど、他の潜在的な技術的兆候を考慮するために探索を拡大している。

2018年に発表されたNASAテクノシグネチャー・ワークショップ報告書には、これらやその他の地球外テクノロジーの潜在的な例が概説されている。ガンマ線天文学のための4つの12メートル(〜40フィート)のチェレンコフ光反射器から成るVERITASアレイを組み込むことで、ブレークスルー・リッスンは光学的テクノシグネチャーの探索を拡大することができた。グレゴリー・フートは、デラウェア大学(University Delaware)物理・天文学科の博士候補生である。
VERITAS論文の共著者であるデラウェア大学(UD)の物理学・天文学科の博士候補生、Gregory Foote氏は、Universe Todayに電子メールで次のように説明した:

「電波のテクノシグネチャーは伝統的に探されてきましたが、信号がどの波長帯から来るのか、パルス状なのか定常的なのかはわかりません。私たちが探しているテクノシグネチャー、パルスレーザーは、現在の技術では(原理的には)1000光年の距離を簡単に検出し、伝送することができる。VERITASは、地球上で最も大きな望遠鏡のいくつかを使って、パルスレーザーを探索することを可能にしてくれます」。

2007年に完成したVERITASのアレイは、NASAのフェルミ・ガンマ線宇宙望遠鏡(FRGST)、およびフェルミがパートナーである大面積望遠鏡(LAT)共同研究を、より広い収集エリアとガンマ線に対するより高い感度によって効果的に補完する。実際、VERITASの分割鏡望遠鏡(ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)の主鏡に似ている)は、100ギガ電子ボルト(Gev)から10テラ電子ボルト(TeV)の最大感度を持ち、超高エネルギー(VHE)帯の望遠鏡の中で最高の感度を持つ。

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ロバート・C・バード・グリーンバンク望遠鏡。 (Credit: Green Bank Observatory/NRAO)

コラボレーション・チームは、Breakthrough Listenのターゲット・カタログから高エネルギー光パルスの兆候を探し出し、これらの能力がテストされた。とFoote氏は言う:

「我々は、2017年に発表されたBreakthrough Listenターゲットカタログから始め、VERITASの運用に適さないものを取り除きました。この結果、約506個の可能性のあるターゲットが残され、それらは近い、暗い、その他の良い点-例えば太陽系外惑星があるなど-に従ってランク付けされました。このランク付けされたリストは、どの天体を観測するかを選択する良いツールとなりました。私たちは合計30時間観測し、1回の観測時間はおよそ15分でした。複数の天体を観測したものもあったので、最終的に136個の天体を観測しました」。

さらに、共同研究チームは2012年までのVERITASのアーカイブデータを調べた。そして、同時期にBreakthrough ListenカタログのどのターゲットがVERITASによって観測されたかを計算した。計算時間が限られていたため、彼らはアーカイブ解析を多くの異なるターゲットに広げ、最初の1時間の質の高いデータのみを解析することにした。「この結果、セレンディピティで捕獲された140のターゲットを含む119の非重複フィールドの249の観測が残っりました。残念ながら、我々は分析した観測のいずれにおいても、これらのターゲットからこのテクノシグネチャの証拠を見つけることはできませんでした」。

彼らの分析ではナノ秒光パルスの証拠は見つからなかったが、この研究は将来の探索に役立つ重要な概念実証を提供した。また、送信文明を宿している可能性のある星の数に制限を設けたことで、探索の幅を狭め、将来の検出の可能性を高めることができた。この研究は、既存のガンマ線観測所や計画中のガンマ線観測所にとって重要な意味を持つ可能性がある。これには、ベリタス天文台と協調観測を行うPANOSETI(Panoramic All-sky All-time Near InfraRed and Optical Technosignature Finder)が含まれる:

「このテクノシグネチャーが、ベリタス天文台を含む既存のガンマ線観測所や、まだ建設されていない天文台におんぶにだっこで探索できることが、より広い分野に与える最大の影響だと思います。これは逆もまた真なりで、PANOSETIのように、このテクノシグネチャーのために建設された天文台は、ガンマ線サイエンスをピギーバックさせることができる。これは、これまであまり研究されてこなかった分野間のユニークな交差点です」。


この記事は、MATT WILLIAMS氏によって執筆され、Universe Todayに掲載されたものを、クリエイティブ・コモンズ・ライセンス(表示4.0 国際)に則り、翻訳・転載したものです。元記事はこちらからお読み頂けます。

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