Bude se radioastronomie stěhovat na Měsíc?

Radioastronomie už zažila lepší časy. Zatímco nám mobilní telefony usnadňují život, život radioastronoma je (nejen kvůli nim) stále složitější. (délka blogu 5 min.) 

Radioastronomie - to není jen průzkum vzdálených hvězd a galaxií. Na radioastronomii, tedy zkoumání rádiových signálů, se dnes spoléhá také ta část vědců a nadšeného laického publika, která chce najít známky existence mimozemských civilizací. 

Rádiové fotony se vesmírem pohybují (na rozdíl od fotonů ve viditelné části spektra) bez větších omezení. Díky nim se dají sledovat například i ty části naší Galaxie, které jsou ve viditelném světle schovány za oblaky plynu a prachu. Rádiové vlny jimi prochází bez úhony. 

Pokud někde v naší blízkosti existuje mimozemská a vysoce technická civilizace, musela si tohoto faktu všimnout stejně jako naši vědci. 

Původně se zdálo, že na Zemi panují doslova ideální podmínky pro astronomická pozorování v rádiové části spektra. Naše  atmosféra umožňuje nerušeně procházet vlnám s frekvencí od několika megahertzů až po 100 gigahertzů. 

Na Zemi existuje dnes hned několik systémů, které svými obřími parabolami (nebo soustavou menších parabol) zkoumají signály, přicházející z vesmíru. Všechny mají ale společného nepřítele - zachycují stále více umělých rádiových signálů. 

Jedná se o signály mobilních telefonů, WiFi, vojenské radarové systémy nebo třeba satelity na oběžné dráze. Znečištění rádiovými vlnami je v podstatě ještě silnější, než světelné znečištění, na které si stěžují obyvatelé měst. 

Pro takové projekty jako SETI, jsou pozemské rádiové zdroje nepříjemné z jednoho jednoduchého důvodu: zatímco radioastronomové obvykle zkoumají přirozené kosmické zdroje, dokážou logicky právě ty signály, které jsou zjevně technického původu, vyřadit. Projekty, které hledají mimozemské civilizace, se ale specializují právě na ty druhy signálů, které musí být umělého původu a nepocházejí z přirozených vesmírných zdrojů. 

Mobilní telefon - nebo mimozemšťan

Nejspíš nejznámějším signálem, který si vědci nedovedli přírodními procesy vysvětlit a byl tedy považován za signál mimozemské civilizace, dostal přiléhavý název. “Wow”. Jednalo se o úzkopásmový rádiový signál, který byl zaznamenán v srpnu 1977 astrofyzikem Jerrym R. Ehmanem v rámci projektu SETI radioteleskopem Big Ear na Ohio State University. Pocházel ze souhvězdí Střelce. Před nedávnem se ovšem ukázalo, že šlo o odraz pozemského vysílání - které zpátky k Zemi odrazil malý asteroid. Vědcům se dokonce podařilo rekonstruovat jeho dráhu - a při nedávném opětovném průletu kolem Země signál Wow napodobit. 

Slibným kandidátem byla také událost s názvem BLC-1. BLC1 je zkratka pro Breakthrough Listen Candidate 1. Projekt probíhá od roku 2015 a je financován rusko-izraelským miliardářem Jurijem Milnerem v rámci iniciativy Breakthrough Initiative. Signál byl nalezen na podzim 2020 v archivních datech z předchozího roku.  Měl pocházet ze systému Proxima Centauri. To bylo zajímavé už z toho důvodu, že Proxima Centauri patří mezi naše nejbližší hvězdné sousedy a v jejím planetárním systému se vyskytují minimálně dvě planety. 

Soubor dat, ve kterém byl objeven BLC1, obsahoval přes čtyři miliony signálů. Vědci z něj nejprve vytřídili všechny signály, které nevykazovaly žádný posun frekvence. Ten totiž naznačuje, že se jedná o signál z pohybujícího se zdroje - jiné planety nebo hvězdy. Poté prověřili vědci signál dalším způsobem - aby se rozhodlo, zda záhadný signál skutečně vysílá nebeské těleso, pozoroval tým nejprve Proximu Centauri a poté otočil dalekohled jiným směrem. Signál s frekvencí 982,002 MHz nebyl pozorován v jiném směru, což vedlo výzkumníky k závěru, že skutečně pochází z okolí naší sousední hvězdy. 

Pak ale vědci porovnali signál s už vyřazenými datovými soubory, u kterých se předpokládalo, že jejich zdroj pochází ze Země. Nápadně se jim podobá. Má tedy také nejspíš pozemský původ a jeho nález při pozorování Proximy Centauri byl jen shodou náhod. 

Ukazuje se tedy, že pozemské radioteleskopy jsou extrémně zatěžovány velkým množstvím pozemských rádiových signálů. Vědci dokonce tvrdí, že pokud by se nacházel nějaký mobilní telefon na Měsíci, zachytili by jeho záření dokonce i z takové dálky jako pátý nejsilnější detekovaný signál. 

Uživatelů, kteří požadují přidělení radiofrekvencí přibývá - a volných (pro radioastronomy vyhrazených) frekvencí bude stále méně, uvažují odborníci. Navíc pozorování na určité vyhrazené frekvenci radioastronomům příliš nepomůže. Objekty, které sledují, se totiž na tyto frekvence neomezují. 

Díky rozpínání vesmíru dochází k tzv. rudému posuvu ve spektrech pozorovaných objektů, takže se původní frekvence mohou rychle změnit - a přesunout do oblastí, které využívá pozemská technika. Vědci tedy začínají pomalu uvažovat o … přestěhování. 

Astronomie na útěku

Přibývá bohužel nejen pozemských zdrojů, ale také zdrojů, které se pohybují na oběžné dráze Země. Dokud byly zdrojem znečištění “jen” radiosignály geostacionárních satelitů, dal se vesmír ještě pozorovat všemi směry, ve kterých se satelit nevyskytoval. Geostacionární satelity, jak název naznačuje, jsou víceméně fixované na určitý bod na nebi. Daleko větším problémem jsou satelity zavedené na nízkou oběžnou dráhu (například Starlink, firmy SpaceX). A čím více jich je, tím méně prostoru pro pozorování mají astronomové, kterým nezbývá než čekat, až se ve směru, který chtějí pozorovat, nebude chvíli nacházet žádný satelit. 

Před světelným smogem astronomové utekli do vzdálených neobydlených pouští nebo na vysoké hory. Znečištění rádiovými signály je horší - satelitní sítě mají úkol pokrýt signálem i ty nejodlehlejších oblasti. Nabízí se tedy jediné řešení. Je jím útěk… na Měsíc. 

Projekt FARSIDE

Jakkoliv se to zdá zatím neuskutečnitelné, mohlo by se už brzo stát realitou, že se radioastronomové budou stěhovat na Měsíc. 

Jeho odvrácená strana je před aktivitami pozemských rádiových zdrojů bezpečně chráněna samotným planetárním tělesem Měsíce. Povrch Měsíce je vlastně pro pozorování vesmíru optimální. Díky absenci atmosféry se na něm nevyskytuje ani ionosféra, která ruší na Zemi nízkofrekvenční rádiové vlny. A právě výzkum takových vln by byl velice zajímavý - daly by se z nich odvodit další poznatky o vývoji nejrannějšího vesmíru. 

Existuje dokonce i projekt, který se zabývá konstrukcí velkého měsíčního teleskopu. 

Konstrukční studie pro radioteleskop FARSIDE počítají s 256 dipólovými anténami. Byly by umístěny na odvrácené straně Měsíce. Diskutuje se dokonce i verze se 100.000 anténami. Ta dostala pracovní název FarView. Antény by měly být vyrobeny z hliníku - z materiálu, který by se získával přímo na místě - z měsíční horniny. 

Radioteleskop by se dal postavit přímo uvnitř některého vhodného měsíčního kráteru. Náš vesmírný souputník jich má obrovské množství. Vědci tedy mají z čeho vybírat.