“突破聆听”：来自比邻星的神秘信号很可能不是外星文明

科学家对“突破聆听”（ Breakthrough Listen ）项目去年发现的一个有趣的候选信号进行深入分析后表明，它不太可能来自于比邻星。“突破计划 ”(Breakthrough Initiatives)团队周五宣布，它似乎是人类技术对地球干扰的产物。发表在《自然-天文学》上的两篇研究论文，讨论了对候选信号的探测和一个先进的数据分析过程，该过程可以精细地分辨出"假阳性"。

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“突破计划 ”的创始人Yuri Milner说：“这一结果的意义在于，寻找我们星球以外的文明现在是一个成熟、严格的实验科学领域。”

“突破聆听”（“突破计划 ”的其中一个项目）是一个寻找技术信号的天文科学项目--可能由外星智慧文明开发的技术迹象。由加州大学伯克利分校的 Andrew Siemion博士领导的 “突破聆听”科学团队，使用世界上最大的一些射电望远镜，配备最强大的数字处理系统，在广泛的天体目标方向的无线电频谱上捕捉数据。搜索是具有挑战性的，因为地球上充斥着来自人类技术的无线电信号--雷达、卫星、电视发射器，等等。搜索一个来自遥远恒星的微弱信号，就像大海捞针--而且是一个随时间不断变化的“针”。

位于澳大利亚新南威尔士州的联邦科学与工业研究组织（ CSIRO）的Parkes望远镜（南半球最大的望远镜之一）是参与“突破聆听”搜索的设施之一。Parkes望远镜正在监测的目标之一是比邻星，太它是离太阳系最近的恒星，距离刚刚超过4光年。这颗恒星是一颗红矮星，由两颗已知的系外行星绕行。“突破聆听”小组在700MHz到4GHz的频率范围内扫描了目标，分辨率为3.81Hz--换句话说，一次执行相当于调谐到8亿多个无线电频道，具有精湛的探测灵敏度。

在2020年夏季 “突破聆听”实习计划中与“突破聆听”项目科学家Danny Price博士一起工作的本科生研究人员Shane Smith，通过"突破聆听"的搜索“管道”运行这些观测数据。他检测到超过400万个"命中"--有无线电发射迹象的频率范围。这对“突破聆听”项目的观测来说实际上是非常典型的。

与“突破聆听”的所有观测一样，该“管道”根据两个主要标准，过滤掉那些看起来不太可能来自离地球很远的发射器的信号。

首先，信号的频率是否随时间稳定地变化？一个遥远星球上的发射器预计会相对于望远镜处于运动状态，从而导致多普勒频移（Doppler Shift），类似于救护车警报器相对于观察者移动时的音调变化。拒绝没有这种运动迹象的"命中"，使这个特定数据集的"命中"数从400万减少到100万左右。

其次，对于剩下的"命中"率，它们看起来是否来自于目标的方向？为了确定这一点，望远镜指向比邻星的方向，然后再指向远方，重复这种"开-关"模式数次。局部干扰源预计会影响"开"和"关"的观测，而一个候选的技术特征应该只出现在"开"的观测中。

即使在应用了这两种数据过滤器之后，仍有少数候选信号必须进行目视检查。有时，一个微弱的信号实际上在OFF观测中是可见的，但还没有强到可以被自动算法发现的程度。有时，类似的信号出现在邻近的观测中，表明干扰源可能在错误的时间段开启和关闭，或者团队可以追踪到通常在某些频段广播的卫星信号。

偶尔会有一个耐人寻味的信号留下来，必须进行进一步检查。Smith使用Parkes望远镜对比邻星的观测中就发现了这样一个感兴趣的信号。一个窄带的、多普勒频移的信号，持续了5个小时的观测，似乎只出现在对目标星的"开"的观测中，而没有出现在穿插的"关"的观测中，它具有技术特征候选者所应有的一些特征。

Sofia Sheikh博士目前是加州大学伯克利分校Listen团队的博士后研究员，深入研究了在其他时间进行的更大的观测数据集。她发现了大约60个信号，这些信号具有候选者的许多特征，但也在各自的OFF观测中看到。

Sheikh说：“因此，我们可以自信地说，这些其他的信号是望远镜的本地信号，是人为产生的。这些信号在数据中以规则的频率间隔出现，这些间隔似乎对应于各种电子设备中常用的振荡器所使用的频率的倍数。综合来看，这些证据表明，该信号是来自人类技术的干扰，尽管我们无法确定其具体来源。当望远镜远离比邻星时，Shane Smith发现的原始信号并没有被明显检测到--但鉴于有数以百万计的信号，最可能的解释仍然是它是来自人类技术的传输，恰好以正确的方式'奇怪'地骗过了我们的过滤器。”

“突破计划 ”的执行主任S.Pete Worden博士说：“虽然我们无法得出一个真正的技术信号，但我们越来越相信，如果这种信号存在，我们有必要的工具来检测和验证。”

“突破聆听”项目团队正在向公众提供来自Parkes扫描的所有数据，供他们自己检查。该团队还刚刚发表了两篇论文，概述了数据采集和分析的细节，以及一份研究说明，描述了2021年4月用Parkes望远镜对半人马座进行的后续观测。“突破聆听”将继续监测比邻星，它仍然是技术特征搜索的一个引人注目的目标，使用世界各地的一套望远镜。而且，该团队将继续完善算法，包括作为最近与kaggle.com合作完成的众包数据处理竞赛的一部分。

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