Die getrübte Botschaft: Warum SETI Alien-Signale übersieht
Eine neue SETI-Studie zeigt: Selbst wenn eine fremde Zivilisation ein schmales Funksignal sendet, kann das turbulente Plasma ihres Sterns es so stark verbreitern, dass es für uns unsichtbar wird. Das könnte die jahrzehntelange Radiostille erklären.
Jahrzehntelang haben Astronomen mit hochempfindlichen Radioteleskopen den Himmel nach Signalen einer außerirdischen Intelligenz abgesucht - und nichts gefunden. Diese „große Stille“ hat viele Erklärungen hervorgebracht: Vielleicht gibt es niemanden; vielleicht wollen sie nicht senden. Doch eine am SETI-Institut durchgeführte Studie wirft eine andere, bestechend einfache Möglichkeit auf: Vielleicht sind die Signale da, aber sie erreichen uns so verzerrt, dass wir sie nicht mehr erkennen.
Die Präzision, die zur Falle wird
Die klassische SETI-Strategie beruht auf der Annahme, dass eine technologische Zivilisation schmalbandige Radiosignale aussenden würde - gleichsam ein reiner Ton, der sich deutlich vom natürlichen Breitbandrauschen des Kosmos abhebt. Pulsare, Quasare oder das interstellare Medium erzeugen zwar Radiowellen, aber sie tun dies über einen breiten Frequenzbereich. Ein künstliches Signal hingegen ließe sich auf einen winzigen Frequenzschlitz bündeln, vergleichbar mit einem Radiosender, der auf exakt einer Frequenz sendet. Deshalb scannen SETI-Programme den Himmel nach extrem schmalen Spitzen in den Frequenzspektren.
Doch genau diese Annahme könnte sich als Schwachstelle erweisen. Die neue Arbeit, die in The Astrophysical Journal erschienen ist, zeigt, dass das interplanetare Plasma um den Heimatstern einer sendenden Zivilisation das Signal bereits unmittelbar nach dem Ausgang „aufweichen“ kann - und zwar so stark, dass es für unsere Radioteleskope wie natürliches Rauschen aussieht.
Turbulentes Plasma als Wellenbrecher
Sterne sind keine stillen Glutbälle. Sie blasen ständig Teilchenströme in den Raum - den Sternwind - und schleudern bei eruptionsartigen Ereignissen wie koronalen Massenauswürfen gigantische Plasmawolken fort. In diesen Auswürfen herrschen turbulente Dichteschwankungen: Elektronenkonzentrationen ändern sich auf engem Raum. Wenn eine ebene Radiowelle durch solch ein unruhiges Plasma reist, wird ihre Phase unterschiedlich verzögert; die Wellenfront bricht auf, ähnlich wie eine Lichtwelle in einem rauen Medium gestreut wird. Die ursprünglich scharf gebündelte Frequenz verteilt sich auf einen breiteren Bereich. Aus einem spitzen Signal wird ein weicher, flacher Hügel, der kaum noch vom Hintergrundrauschen unterscheidbar ist.
Die Autoren der Studie, Dr. Vishal Gajjar und Grayce C. Brown vom SETI-Institut, vergleichen den Effekt mit dem, was bei der Funkübertragung durch das Sonnenplasma passiert. Sie nutzten Messdaten von Raumsonden innerhalb unseres eigenen Sonnensystems, um zu quantifizieren, wie stark die Plasmafluktuationen schmalbandige Signale verbreitern. Aus diesen Kalibrierungen entwickelten sie ein Modell, das die Signaldegradation für verschiedene Sterntypen und unterschiedliche Beobachtungsfrequenzen abschätzt.
„SETI-Suchen sind oft auf extrem schmale Signale optimiert“, sagt Gajjar. „Wenn ein Signal durch die Umgebung des eigenen Sterns verbreitert wird, kann es unter unsere Nachweisschwelle rutschen, selbst wenn es da ist. Das könnte einen Teil der Radiostille erklären, die wir bei der Suche nach Technosignaturen beobachten.“
M-Zwerge: Die lautesten Gastgeber der Galaxis
Besonders brisant ist die Erkenntnis für die Suche um M-Zwerge, die mit rund 75 Prozent die häufigsten Sterne in der Milchstraße stellen. Diese kleinen, relativ kühlen Sterne sind bekannt für ihre intensive magnetische Aktivität, häufige Strahlungsausbrüche und dichte Plasmaumgebungen. Weil viele Exoplaneten um M-Zwerge kreisen und dort Bedingungen für flüssiges Wasser möglich sind, gelten diese Systeme als bevorzugte Ziele der SETI-Forschung. Doch genau dort würde das stellare Plasma die schmalbandigen Signale am stärksten verbreitern. Eine Zivilisation auf einem Planeten um einen M-Zwerg müsste also extrem leistungsstark senden, damit ihr Signal die Verzerrung überwindet - oder SETI müsste seine Empfangsstrategie ändern.
Eine neue Generation von Suchalgorithmen
Die Arbeit schlägt vor, künftig nicht nur nach extrem schmalen Signalpeaks Ausschau zu halten, sondern auch nach etwas breiteren, aber dennoch nicht natürlichen Spektren Ausschau zu halten. Grayce C. Brown betont: „Indem wir quantifizieren, wie stellare Aktivität schmalbandige Signale umformt, können wir Suchstrategien entwickeln, die besser zu dem passen, was tatsächlich auf der Erde ankommt, und nicht nur zu dem, was möglicherweise gesendet wurde.“
Technisch bedeutet das, dass die Algorithmen zur Datenverarbeitung flexiblere Suchfenster erhalten und auch schwächere, verbreiterte Signale als Kandidaten für Technosignaturen auswerten müssen. Dies ist kein triviales Unterfangen, denn je breiter man sucht, desto mehr natürliche Störquellen wie Pulsare oder interstellare Szintillation können falsche Alarme auslösen. Doch die Forscher sind zuversichtlich, dass mit verfeinerten Modellen auch diese Fallstricke handhabbar werden.
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Die Studie ist Teil des STRIDE-Programms (Support Technology, Research, Innovation, Development, and Education) des SETI-Instituts, finanziert durch das Franklin Antonio Vermächtnis. Es fördert ausdrücklich risikoreiche, potenziell bahnbrechende Forschung, die bestehende Dogmen auf den Kopf stellt. Und tatsächlich zwingt diese Arbeit dazu, eine der grundlegendsten Annahmen der SETI-Forschung zu überdenken.
Die kosmische Stille, so das Resümee der Studie, muss nicht bedeuten, dass wir allein sind. Möglicherweise sind die Botschaften längst unterwegs - verborgen in einem diffusen Rauschen, das wir erst jetzt zu deuten lernen. Die Suche nach außerirdischer Intelligenz steht vor einem Paradigmenwechsel: Weg von der reinen Jagd nach der perfekten, scharfen Frequenz, hin zu einem nuancierten Lauschen auf die verzerrten Echos stellarer Turbulenzen.
Quellen:
- Alien messages may have reached Earth without us realizing it (ScienceDaily - All)
- Jenny Bergner (Scientific American)
- J. Marshall Shepherd (Scientific American)
- After three sessions, SpaceX already among world’s most valuable companies (Phys.org)
- Scientists say most of what’s in your food is still a mystery (ScienceDaily - All)
- Quantum lab aboard space station gets ‚chilly‘ upgrade (Phys.org)
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