Les communications à travers l'immensité de l'espace interstellaire pourraient être améliorées en tirant parti de la capacité d'une étoile à focaliser et à amplifier les signaux de communication. Une équipe d'étudiants diplômés de Penn State recherche ces types de signaux de communication qui pourraient profiter de notre propre soleil si les transmissions traversaient notre système solaire.

Un article décrivant la technique - explorée dans le cadre d'un cours de troisième cycle à Penn State couvrant la recherche d'intelligence extraterrestre (SETI) - a été accepté pour publication dans The Astronomical Journal et est disponible sur le serveur de prépublication arXiv.

Selon la théorie de la relativité générale d'Einstein, les objets massifs comme les étoiles et les trous noirs provoquent la courbure de la lumière lors de son passage en raison de l'attraction gravitationnelle de l'objet. L'espace déformé autour de l'objet agit un peu comme une lentille de télescope, focalisant et grossissant la lumière, un effet appelé lentille gravitationnelle.

"Les astronomes ont envisagé de tirer parti de la lentille gravitationnelle comme moyen de construire essentiellement un télescope géant pour observer les planètes autour d'autres étoiles", a déclaré Jason Wright, professeur d'astronomie et d'astrophysique à Penn State, qui a enseigné le cours et est directeur du Penn State. Centre d'Intelligence Extraterrestre. "Cela a également été considéré comme un moyen pour les humains de communiquer avec nos propres sondes si jamais nous les envoyions vers une autre étoile. Si une espèce technologique extraterrestre devait utiliser notre soleil comme lentille pour les efforts de communication interstellaire, nous devrions être capables de détecter ces communications si nous regardons au bon endroit."

Étant donné que les communications à travers des distances interstellaires seraient confrontées à une variété de défis liés à la puissance de transmission et à la fidélité sur de si vastes étendues, les chercheurs pensent que tout effort de communication impliquerait probablement un réseau de sondes ou de relais, comme des tours de téléphonie cellulaire dans l'espace. Dans cette étude, ils se sont tournés vers l'une de nos étoiles les plus proches, qui devrait être le nœud le plus proche d'un réseau de communication.

"Les humains utilisent les réseaux pour communiquer à travers le monde tout le temps", a déclaré Nick Tusay, un étudiant diplômé du cours qui a aidé à diriger le projet. "Lorsque vous utilisez un téléphone portable, les ondes électromagnétiques sont transmises à la tour cellulaire la plus proche, qui se connecte à la tour suivante, etc. Les signaux TV, radio et Internet tirent également parti des systèmes de communication en réseau, qui présentent de nombreux avantages par rapport au point -à des communications ponctuelles. À l'échelle interstellaire, il est logique d'utiliser des étoiles comme lentilles, et nous pouvons en déduire où les sondes devraient être situées afin de les utiliser."

Dans cette étude, les chercheurs ont regardé plus de 550 fois la distance Terre-Soleil à l'opposé du ciel d'Alpha Centauri - les étoiles les plus proches de notre propre système qui pourraient être le nœud le plus proche dans un réseau de communication - où une sonde serait située dans notre système solaire afin d'utiliser le soleil comme lentille. Cela a permis aux chercheurs de détecter potentiellement des transmissions radio qui pourraient être des signaux envoyés directement à la Terre pour communiquer avec nous, des signaux envoyés à d'autres sondes explorant le système solaire, ou peut-être même des signaux renvoyés à travers la lentille gravitationnelle vers Alpha Centauri.

"Il y a eu quelques recherches précédentes utilisant des longueurs d'onde optiques, mais nous avons choisi d'utiliser des longueurs d'onde radio, car la radio est un excellent moyen de communiquer des informations dans l'espace", a déclaré Macy Huston, un étudiant diplômé du cours qui a aidé à diriger le projet. "Nous avons inclus ce que l'on appelle les longueurs d'onde du" trou d'eau ", qui sont souvent au centre des recherches SETI car elles constitueraient une partie idéale du spectre radio pour communiquer et pourraient agir comme un trou d'eau sur Terre, où de nombreuses espèces se réunissent. Ces les longueurs d'onde sont généralement exemptes d'autres ondes radio provenant d'objets cosmiques, c'est donc une partie propre du spectre pour communiquer."

L'étude de ces longueurs d'onde particulières a également permis aux chercheurs de maximiser la quantité de données qu'ils pouvaient collecter dans le ciel en peu de temps. Les étudiants chercheurs ont recueilli les données pendant une nuit lorsqu'ils ont visité le télescope de Green Bank en Virginie-Occidentale. Leur collecte et leur analyse de données ont été menées en collaboration avec Breakthrough Listen, un programme dédié à la recherche de preuves d'une vie intelligente au-delà de la Terre.

Les étudiants n'ont détecté aucun signal dans les longueurs d'onde qu'ils ont étudiées qui pourrait être d'origine extraterrestre dans la zone qu'ils ont observée, suggérant que les signaux à ces longueurs d'onde n'étaient pas envoyés vers la Terre pendant la brève fenêtre pendant laquelle ils regardaient.

"Notre recherche était limitée à une nuit, donc tout ce qui n'était pas diffusé pendant que nous observions n'allait pas être capté", a déclaré Tusay. "Bien que notre recherche limitée puisse manquer des sondes existantes si elles n'émettaient pas constamment à ces fréquences, c'était un bon test pour voir si ce type de recherche est possible."

Les chercheurs suggèrent qu'étendre leur recherche pour inclure des observations supplémentaires, ou des observations dirigées vers d'autres étoiles proches ou d'autres fréquences, pourrait encore s'avérer fructueux. L'un des élèves de la classe explore actuellement des données d'archives pour voir si les observations précédentes de Breakthrough Listen ont indiqué des zones supplémentaires qui pourraient être optimales pour les sondes utilisant l'effet de lentille gravitationnelle.

"L'effet de lentille n'est pas le plus robuste à ces fréquences, bien qu'il y ait encore de bonnes raisons pour lesquelles ces fréquences pourraient être utilisées", a déclaré Huston. "Mais nous pensons que la technique est solide et espérons que les étudiants du cours dans les années à venir pourront approfondir notre recherche."

Le cours SETI de niveau supérieur est l'un des deux seuls au monde - l'autre à l'Université de Californie à Los Angeles - qui encourage les étudiants diplômés à mener un projet de recherche SETI radio et à publier leurs résultats dans une revue scientifique. /P>

"Ce cours d'études supérieures est la pièce maîtresse du Penn State Center for Extraterrestrial Intelligence", a déclaré Wright. "Les étudiants viennent de diverses disciplines, dont l'astrobiologie, l'astronomie, la chimie et la géophysique. Cette année, comme il s'agissait d'un cours hybride, nous avons même invité un étudiant d'une autre université à nous rejoindre. L'un des avantages de ce cours est que , parce que le domaine SETI est si jeune, il est possible pour les étudiants d'apporter une réelle contribution et de publier des recherches. C'est remarquable."

La recherche a été présentée le 29 juin lors du premier symposium SETI de Penn State au State College, en Pennsylvanie. + Explorer plus loin

Les lentilles gravitationnelles pourraient permettre un Internet à l'échelle de la galaxie