Сигнал «Wow!»: загадка, длившаяся 47 лет, наконец разгадана?

Сигнал «Wow!», пойманный радиотелескопом «Большое ухо» в 1977 году, остается одной из самых интригующих загадок современной астрономии. Названный так изумленным восклицанием астронома Джерри Эмана, обнаружившего его на распечатке данных, этот сигнал, пришедший из созвездия Стрельца, обладал рядом особенностей, которые не давали покоя ученым на протяжении десятилетий. Он отличался высокой интенсивностью, узкой полосой частот, поразительной близостью к линии излучения нейтрального водорода (1420 МГц) и необъяснимой кратковременностью — всего 72 секунды. Многочисленные попытки повторно зарегистрировать этот феномен оказались безуспешными.

Необычные характеристики сигнала «Wow!» породили множество гипотез о его происхождении. Отсутствие аналогов среди известных астрофизических объектов подталкивало к мысли о его искусственной природе, о послании внеземной цивилизации. Однако отсутствие каких-либо признаков модуляции или кодирования, а также тот факт, что сигнал был зафиксирован лишь однажды, ставили под сомнение эту версию.

Недавно ученые из обсерватории Аресибо, анализируя архивные данные наблюдений, получили результаты, которые могут пролить свет на эту космическую тайну. В ходе проекта Arecibo REDS (Radio Emissions from Red Dwarf Stars), посвященного изучению радиоизлучения красных карликов, были обнаружены сигналы, похожие на «Wow!», но значительно слабее по интенсивности. Эти сигналы исходили от облаков холодного нейтрального водорода, расположенных на луче зрения телескопа.

На основе этого открытия исследователи выдвинули новую гипотезу, объясняющую природу сигнала «Wow!». Согласно этой гипотезе, сигнал был вызван внезапным усилением излучения линии водорода в одном из таких облаков из-за процесса стимулированного излучения, который может приводить к возникновению космических мазеров — источников мощного и когерентного радиоизлучения.

Стимулированное излучение — это квантовомеханический процесс, при котором атомы в возбужденном состоянии испускают фотоны под воздействием внешнего электромагнитного поля. В результате происходит лавинообразное увеличение числа фотонов, и интенсивность излучения возрастает экспоненциально. Для возникновения стимулированного излучения необходимо, чтобы в среде существовала инверсия населенностей, то есть чтобы число атомов в возбужденном состоянии превышало число атомов в основном состоянии.

В случае с облаками холодного водорода такую инверсию населенностей мог создать какой-то мощный и кратковременный источник излучения, расположенный за облаком. В качестве такого источника могла выступить, например, вспышка магнетара — нейтронной звезды с исключительно сильным магнитным полем. Интересно, что в момент наблюдения сигнала «Wow!» в поле зрения телескопа «Большое ухо» находился магнетар SGR 1935+2154, известный своей высокой активностью.

Важно отметить, что излучение источника, вызвавшего мазерную вспышку, могло остаться незамеченным из-за ограниченной чувствительности телескопа «Большое ухо». Более того, даже если бы это излучение было зарегистрировано, оно могло бы прийти с некоторой задержкой относительно усиленного сигнала из облака. Это связано с тем, что для развития мазерного эффекта требуется определенное время.

Предложенная гипотеза объясняет все особенности сигнала «Wow!», включая его узкую полосу частот, близость к линии водорода и кратковременность. Однако для ее окончательного подтверждения необходимы дальнейшие исследования.

В первую очередь, необходимо точнее определить местоположение сигнала «Wow!». Телескоп «Большое ухо» имел широкую диаграмму направленности, поэтому в поле зрения попадало множество звезд и других объектов. Для уточнения координат источника необходимо использовать радиотелескопы с высоким угловым разрешением, такие как VLA (Very Large Array).

После того, как область неба, из которой пришел сигнал «Wow!», будет точно определена, можно будет попытаться найти в ней объект, способный вызвать мазерную вспышку. Кроме того, необходимо продолжить мониторинг этой области в надежде зафиксировать повторные события.

Если гипотеза, предложенная учеными из Аресибо, подтвердится, это будет означать, что сигнал «Wow!» не был посланием внеземной цивилизации, а стал первым в истории зарегистрированным случаем вспышки астрономического мазера в линии водорода.

Это открытие также имеет большое значение для поиска техносигнатур — признаков деятельности внеземных цивилизаций. Мазерные вспышки, подобные той, что, предположительно, вызвала сигнал «Wow!», могут имитировать техносигнатуры, и ученым необходимо учитывать это при интерпретации данных.

Возможно, в архивных данных радиоастрономических наблюдений уже содержатся записи подобных событий, которые ранее не были правильно интерпретированы. Анализ этих данных может привести к новым открытиям и помочь нам лучше понять природу космических мазеров и их роль в эволюции Вселенной.