SETIやその他の宇宙人探査戦略は新たなツールと新たな問題に取り組んでいる
SETI としてよく知られている地球外知的生命体の探査では、高度なレーザー探査から新しいタイプの広角光学観測所、他の科学的取り組みと同時に探査を実施する取り決めまで、多岐にわたる戦略が活用されています。
しかし、新しい技術は新たな課題ももたらしています。たとえば、電波天文学者は、急速に増加する低地球軌道上の衛星によって発生するノイズにどのように対処するのでしょうか。
SETI探査や太陽系外生命体の発見を目指す他の戦略の技術的な長所と短所が、先週末シアトルで開催されたアメリカ科学振興協会の年次総会のセッションで注目を集めた。
「私たちはシリコンバレーのアプローチを、高度な生命の探査に持ち込んでいます」と、バークレーSETI研究センター所長であり、10年間で1億ドル規模の「ブレークスルー・リッスン」プロジェクトの主任研究者でもあるアンドリュー・シーミオン氏は述べた。「いつも私が付け加えているのは、シリコンバレーの良い部分をこの探査に持ち込もうとしているのであって、必ずしも悪い部分を持ち込もうとしているわけではないということです」
シーミオン氏は、ブレイクスルー・リッスンによる第2弾の大規模無線データの公開など、良い点に焦点を当てました。このキャンペーンは、イスラエル系ロシア人のテクノロジー界の億万長者ユーリ・ミルナー氏と故スティーブン・ホーキング博士による盛大なキックオフで約5年前に始まりました。
それ以来、ブレークスルー・リッスンは世界中の電波望遠鏡アレイと提携関係を築いてきた。最近では、SETI映画「コンタクト」で主役を務めたアメリカ国立電波天文台のカール・G・ジャンスキー超大型干渉電波望遠鏡アレイと提携した。
「私たちは、VLAが生成するすべてのデータを活用し、それを24時間365日使用して他の科学研究と並行して異常を探索できるシステムを開発しています」とシエミオン氏は語った。
NRAOがJansky VLAの次世代アップグレードの承認を勝ち取れば、Breakthrough LIstenの機能も同様にアップグレードされることになる。
「これは、地球から放射される等方性電波と同じくらい微弱な電波信号、つまり近隣のいくつかの恒星からの漏洩電波を観測できる、史上初の電波望遠鏡です」とシエミオン氏は述べた。言い換えれば、この望遠鏡は理論的にはプロキシマ・ケンタウリbのETのスマートフォンから発信される信号を受信できることになる。
巨大な電波アンテナだけが、地球外からの信号探査に使われている機器ではありません。SETIのパイオニアである天文学者のジル・ターター氏は、パノラミックSETI（PANOSETI）と呼ばれる新しいタイプの広角光学観測装置の開発を宣伝しました。この観測装置は、短時間の閃光を記録できる可能性があります。このような閃光は、高速電波バーストと呼ばれる奇妙な現象と関連している可能性があり、遠く離れた文明からの意図的な送信を示唆するパターンを辿る可能性があります。
カリフォルニア州リック天文台のアストログラフ・ドームでは、2基のPANOSETI望遠鏡の試作機が試験運用中です。計画では、2基のPANOSETI望遠鏡を建設し、それぞれ80基の望遠鏡で全天をカバーすることになっています。「ナノ秒から1秒の間のパルスを受信すれば、両方の観測所で観測でき、結果に非常に自信を持てるようになります」とターター氏は説明しました。
SETI研究所で長年にわたり進められているもう一つのプロジェクト、「LaserSETI」は、光信号の探索に異なるアプローチを採用しています。LaserSETIのコンパクトなカメラ筐体は、世界中の最大15地点から、空全体をスキャンしてレーザー光の短い閃光を検出するように設計されています。
「昨年8月から、カリフォルニア州ソノマにあるロバート・ファーガソン天文台の屋上で最初の2つの筐体が稼働しています」とターター氏は述べた。「次の2つの筐体はハワイのハレアカラ天文台に設置される予定です。そして最終的には、このような装置を地球全体に設置し、常時、全天のトランジェントを観測できるようになるでしょう。」
光学 SETI は、地球外からの信号の探索を電磁スペクトルのまったく新しい領域にまで広げる可能性があるが、克服すべき非常に現実的な障害がある。
「PANOSETIもLaserSETIも資金がまだ十分に確保されていないため、いつ完成するかはまだ分かりません」とターター氏はシアトルの聴衆に語った。「資金提供の機会があれば、どちらのプロジェクトも恩恵を受けるでしょう。」
SETIはその頭文字が示すように、太陽系外からの意図的な信号の特徴的なパターンを探します。しかし、恒星間における比較的進化の遅れた生命の兆候の探査への関心が高まっています。
「私たちが探しているのは小さな緑色の人間ではなく、小さな緑色の池の粘液です」とワシントン大学のバーチャル惑星研究所を率いる天文学者のビクトリア・メドウズ氏は言う。
今後10年間で、NASAのジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、地球外生命体の活動を示す最初の化学信号を追跡できる可能性があります。おそらく、地球外の大気中の水蒸気、メタン、二酸化炭素などのガスの検出が期待されます。次世代の地上望遠鏡も、この探査に貢献する可能性があります。
今のところ、より詳しく調査する上で最も有望な近傍惑星は、複数の居住可能な惑星が存在するとみられるTRAPPIST-1系です。しかし、メドウズ氏は、見た目は欺瞞に満ちていると警告しています。コンピューターシミュレーションによると、一見居住可能な惑星の中には、惑星進化の初期段階で海が消失した可能性が示唆されています。そのような惑星は、居住可能な地球というより、地獄のような金星に似ていることが判明しています。
「地球をトウモロコシの粒と考えると、金星は太陽系のポップコーンのようなものです。…私たちは、生命が住むのに適した惑星と、海や大気が失われてポップコーンゾーンになってしまった惑星を区別できるでしょうか？」とメドウズ氏は語った。
彼女は、太陽系外生命体の化学的な根拠を確定するには、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡以上のものが必要になる可能性が高いと述べた。
「JWSTは、生命が存在する可能性のある惑星を垣間見せてくれるでしょう。…確かに、その魅力的な一面は見られるでしょうが、決定的な証拠は得られないでしょう」とメドウズ氏は述べた。「そのためには、はるかに高性能なミッションが必要になりますが、幸いなことに、NASAは現在、そのミッションを検討しています。」
HabEx、LUVOIR、Lynx、Originsなど、宇宙生物学に影響を及ぼすいくつかのミッションコンセプトは、天文学の優先事項に関する10年ごとの調査中に評価される予定です。
今後数十年の間に、これらの新型宇宙船は天文学者に天空のより鮮明な画像をもたらすはずです。しかし、他の種類の新型宇宙船が天文学者たちを戸惑わせています。SpaceX、OneWeb、Telesat、Amazonといった企業が、世界中にブロードバンドインターネットアクセスを提供するために、数千基の衛星を低軌道に打ち上げる計画を立てています。OneWebとSpaceXが既に打ち上げた衛星は、電波干渉に関する懸念を引き起こしており、これは伝統的な地球外知的生命体探査（SETI）の探求の核心を突く問題です。
「もし、これらの企業のいずれかが使用している周波数のちょうどひとつで、ある文明が通信を行っていたとしたら、それを検出するのは困難だろう」とNRAOのトニー・ビーズリー所長はGeekWireに語った。
ビーズリー氏は、自身を含む天文学者たちがSpaceXと協議し、潜在的な被害を最小限に抑える方法を検討していると述べた。また、OneWebや他の衛星群企業とも同様の協議を行うことを期待している。協議されている対策の一つは、高感度の電波アンテナ上空を通過する際に、衛星の電力を短時間オフにすることだ。他の対策としては、電波データを処理して衛星の影響を打ち消すことも考えられる。
「私たちの望遠鏡には、近くの動く物体を検知する方法があります…つまり、ある意味ではそれらを天体信号から分離する方法があります」とビーズリー氏は述べた。「しかし、一般的に、騒音の多い環境では、何かを聞き取るのがより困難になるだけです。」
もし科学者たちが地球外生命体からの確かな信号を聞くことができれば、星座をめぐる争いはすぐに消え去るだろう。そして、SETIの天文学者たちが現在直面している財政難も消え去るだろう。
「もし信号を検出できれば、無制限の資金提供が約束されている」とブレイクスルー・リッスのシエミオン氏は語った。
