新研究为寻找外星智慧生物的技术特征设定了更清晰的界限

相对于接收器具有相对径向加速度的稳定频率发射器将显示接收频率随时间的变化，称为“漂移率”。对于来自系外行星的传输，天文学家必须考虑漂移率的多个组成部分：系外行星的轨道和自转、地球的轨道和自转以及其他贡献。了解系外行星相对于地球产生的漂移率分布，可以帮助科学家限制漂移率的范围，以检查外星智慧搜索(SETI)项目以检测无线电技术特征，并帮助他们确定感兴趣信号的有效性，因为他们可以将漂移信号与目标恒星的预期漂移率进行比较。在一项新研究中，加州大学洛杉矶分校的天文学家 Megan Grace Li 及其同事使用NASA 系外行星档案中的参数对 5,300 多个已确认系外行星的漂移率分布进行了建模。

李说：“我们的工作可以更深入地了解来自系外行星的地外传输信号可能是什么样子，不仅可以提供技术特征搜索的参数空间，还可以提供对检测到的信号的可能解释。”

在这项研究中，李和合著者重点研究了美国宇航局系外行星档案馆(NEA)的系外行星。

他们计算了 5,300 多个已知系外行星的轨道漂移率分布，在此过程中，研究人员创建了一个工具，可以使用该工具快速计算任何系外行星系统的预期漂移率。

他们发现 99% 的总漂移率分布落在 53 nHz 以内。

在之前的一篇论文中，研究人员发现，在最极端的情况下，系外行星系统的漂移率高达 200 nHz，并建议将此作为阈值。

新的工作建立在这个基础上，不仅考虑极端系统的最大漂移率，而且考虑所有已知系统的平均或最可能的漂移率。

“这些结果意味着，在许多情况下，漂移率非常低，以至于我们可以优先考虑其他参数(例如覆盖更多频率或更快地分析数据集)，而不必担心我们会错过真实信号，”Sofia Sheikh 博士说道， SETI 研究所的研究员。

然后，作者模拟了“去偏见”的系外行星种群，这些行星种群可能更好地代表银河系任何随机样本中的系外行星特征，而不仅仅是最明显的系外行星。

例如，已知的行星往往具有“边缘”轨道，因为这些系统最容易使用两种最常见的行星寻找技术(凌日法和径向速度法)来检测。

然而，与观察者视线随机“倾斜”或成角度的行星相比，边缘轨道的漂移率也高得多。

天文学家模拟了一个去偏差的系外行星群，超越了近地天体中常见的边缘轨道情况，并纠正了其他观测偏差(例如近地天体中距离恒星特别近的系外行星的偏差)。

他们发现，任何随机恒星的漂移率仅为 0.44 nHz，就足以捕获来自任何绕轨道运行的系外行星 99% 的假设信号。

搜索两倍的漂移率(例如，高达 2 nHz 而不是 1 nHz)需要两倍的低漂移率计算量。

这项新研究将建议的限制降低了 4 倍(对于有已知行星的恒星)或超过 400 倍(对于没有已知行星的恒星)，将显着减少不必要的计算，并允许未来的 SETI 科学家微调漂移率参数在他们的搜索中，以更好地匹配他们正在观察的特定系统。

这些新的、更窄的最大漂移率范围代表了在探测来自技术上可行的外星生命的潜在无线电信号方面的显着效率增益。

研究人员表示：“我们建立的新阈值涵盖了系外行星上稳定频率发射机产生的大部分漂移率，可以提高未来搜索的计算成本和时间，例如 Breakthrough Listen 打算在 MeerKAT 上进行的搜索。”

他们的论文发表在《天文学杂志》上。