请等待讯息 ， 最大的射电望远镜 ， 应用啦!
天文学家将能使用世界上最大的射电望远镜探寻来自地外文明的信号
我们在4月的时候 ， 报道了中国科学院、突破监听计划与地外文明搜索研究所之间的合作 ， 即有关使用最新的“五百口径射电望远镜(FAST)”搜寻地外文明的信号 。 现在 ， 我们找到了另外一个这个项目的科研人员 ， 他会为他们的观测项目补充更多细节 ， 并且告诉我们他们未来希望做的观测 。
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FAST在2016年迎来了曙光并在2020年的1月份受到全权委托 ， 但是中国当地的科研人员独占这个项目至今 。 这种情况接下来会发生改变 。 包括对地外文明搜索感兴趣的许多组织准备提交受推荐的观察计划 ， 这个计划将利用到FAST比现有的射电望远镜高出2.5倍的超乎寻常的灵敏度 。
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在天文学和天体物理学研究上发表论文的作者 ， 对于这个观测计划认为有三点内容 。 首先 ， 他们会观测仙女星系 ， 之后再看由TESS展示在他们潜在的可居住地方的行星 ， 最后 ， 观察经过地外文明搜索研究所的努力直到最近才发现的调制信号 。
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天文台的描述使用在了突破监听计划信任：突破聆听首个目标——仙女星系 。 这对于一个地外文明搜索监视团似乎是一个奇怪的选择 。 然而 ， 沙尔盖贾尔—既是突破监听计划一员也是一名论文通讯作者—指出 ， 至今天文学家们完全忽视了来自银河的任何潜在信号 。 这可能是因为许多信号太微弱而不能由现代仪器检测到 。 然而 ， 天文学家有了FAST增加的灵敏度 ， 已经可以接收到功率为1019瓦的信号 。 这已经超过了整个地球的年消耗量 ， 是很多的能量 。 然而 ， 对于那些可以看成卡达舍夫II型的大规模文明 ， 还是远远不足够的 。 因此 ， 我们会有一个机会接受到这样一个信号 ， 这个信号大概来自于和仙女座一样远的地方 。
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所有离我们最近的星系本身都是由1万亿颗恒星组成 ， 需要对他们进行大量的探索 。 值得高兴的是 ， FAST有观察密集区域的独特功能 。 它有19束单独的光束 ， 可以指向天空中的不同方位 。 项目团队计划通过拍摄21张六角形图像来调查仙女座星系中的1万亿颗恒星 ， 每一张图像都需要19个光束指向4个不同的点 ， 这就组成了FAST数据收集系统 。
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每指向一个点需要10分钟的时间 ， 因此整个仙女座星系的调查仅需花费大约14个小时的观察时间 。 这将为调查团队留出足够的时间来完成团队希望完成的另一个任务-在TESS项目观测中发现的适宜居住的行星的调查 。 尽管开普勒行星狩猎望远镜实际发现的系外行星比TESS要多 ， 但它们中的大多数离得更远 ， 信号相比较而言会更微弱 。 而TESS所检测到的外行星的平均距离在100-200光年之间 ， 比开普勒发现的距离更近 。 因此 ， 即使不是故意从地球上直接发送信号文明 ， 我们也能捕捉到他们相互之间发送的信息 ， 就像控制另一颗行星上的机器人漫游器或发射它们等效的射频电视频道一样 。
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穿越系外行星调查及其4台望远镜的艺术性
【天文|珠联璧合！“突破聆听”与“中国天眼”携手探索地外文明】在研究仙女座星系中使用19个光束比使用快速L波段阵列（FLAN）更有用 ， 因此研究团队计划使用一系列单束接收器来研究TESS候选行星 。 这些单束接收器的带宽比FLAN上可用的1050-1450带宽大得多 。 它们的范围从A1（70-140 MHz）到A1（2000-3000 MHz）不等 。 天文学家可以用这些接收器的频谱宽度去查看使用其他望远镜无法检测的信号 。 因为外星人可能会使用非常规的信号带宽 ， 所以可以捕获更大频率的望远镜 ， 对SETI天文学家来说更有价值 。
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天文学家们不仅对发现单个带宽上的重复信号感兴趣 ， 也致力于探寻SETI(搜寻地外文明计划)研究中难以企及的调制信号 ， 特别是承载数据的调制信号 。 研究人员借助于高灵敏度的FAST(500米口径球面射电望远镜 ， 又称“中国天眼”)以及一些新的人工智能辅助的机器学习算法 ， 终将可以识别出来源不明的调制信号 。
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FAST及其功能说明
“突破聆听”团队参加了美国陆军人工智能信号分类挑战 ， 并在挑战中开发了一种名为机器学习分类器的算法 。 这一算法对新型调制信号的识别率高达95％ ， 有助于该团队在搜寻地外文明研究中分辨出新型调制模式 。 外星文明可能使用完全未知的信号带宽和调制技术 ， 但“突破聆听”团队的算法至少可以知晓有信号的存在 。 对信号的翻译工作还是暂时留给超时空接触这些科幻小说吧 。
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不同调制类型的范例–频率调制（FM）和幅度调制（AM） 。两种调制类型都广泛应用于家用音响 。
来源：NASA/'JPL (美国国家航天局喷气推进实验室) 。 在未来 ， 聪明的科学家们可能会发明出来调制信号翻译程序 。但这项工作的前提是收集大量的数据 ，而FAST仍是现阶段可用于此类SETI搜索的最优质的数据来源 。 “突破聆听”团队希望在未来几年获得足够的资金以支持他们论文中阐述的搜索计划 。他们已经与北京师范大学的一位FAST项目科研者开始进行一些小型观察任务的合作 。 这个团队的一个SETI项目最近被批准14个小时FAST望远镜的使用时间 。 他们对仙女座和苔丝系外行星等大型观测大约会在一年以后进行 。
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Gajjar博士表达了团队对与FAST合作的热诚 ， 并表示“期待进行从未有人涉及过的、最深入的无线电研究 。 ”与此同时 ， 他们有更多值得期待的工作 。 “突破聆听”团队已与MeerKAT展开接触 。 这一位于南非的望远镜近来收到了一组更新的计算集群 ， 可支持该团队进行之前难以执行的的高频计算 。 MeerKAT系统是“平方公里阵列”的先导项目 ， 后者预计在2027年左右上线 ， 并将对整个射电天文学产生巨大的影响 。在那之前 ， FAST可以让SETI和所有其他射电天文学研究人员收集更多数据并得出更好研究结果 ， 是一项极有价值的工具 。
作者：ANDY TOMASWICK
FY：Astronomical volunteer team
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