Batı Avustralya’da bir radyo teleskopu olan Murchison Widefield Dizisi’nden verilerle elenen gökbilimciler, kendilerini beklenmedik bir gizemle karşı karşıya buldular.
13 milyar yıl önce radyo dalgası sinyallerini tespit etmek için tasarlanmış 4.096 örümcek benzeri antenden oluşan teleskop, çok daha yerel bir şeye tökezledi: bir televizyon yayını.
Teleskopun, Avustralya hükümetinin TV vericileri, bluetooth cihazları, cep telefonları ve daha fazlası dahil olmak üzere tüm radyokomünikasyon ekipmanlarından sinyal seviyelerini düzenlediği belirlenmiş bir radyo sessiz bölgesinde bulunduğu göz önüne alındığında, bu şaşkındı. . Daha da şaşırtıcı olan televizyon sinyali gökyüzünde çizildi.
Brown Üniversitesi fizikçisi Jonathan Pober ve Murchison Widefield Array Projesi için ABD Araştırma Lideri Jonathan Pober, “O zaman bize vurdu” dedi. “Dedik ki, ‘Bahse girerim sinyal bir uçağı yansıtıyor.’ Bu sinyalleri beş yıldır görüyorduk ve birkaç kişi televizyon yayınlarını yansıtan uçaklar olduğunu öne sürdü.
Bunu yapmak için Pober, Brown Ph.D. Öğrenci Jade Ducharme bazı astronomik dedektif çalışmaları için. Çiftten gelen bulgular, Avustralya Astronomi Derneği Yayınlarısadece uçak hipotezini desteklemekle kalmadı, aynı zamanda gökbilimcilere istenmeyen radyo frekanslarını tanımlamak ve filtrelemek için yeni bir yöntem sağladı – bu, Dünya’nın gökyüzü daha fazla uydunun konuşlandırılmasıyla gürültülü hale geldikçe giderek daha önemli hale geliyor.
Pober, “Astronomi varoluşsal bir krizle karşı karşıya,” dedi. “Gökbilimcilerin, uydu takımyıldızlarının müdahalesinden dolayı, bildiğimiz gibi yüksek kaliteli radyo gözlemleri gerçekleştiremeyebilecekleri artan endişe ve hatta bazı raporlar var. Bu, tüm gökyüzünü aynı anda gözlemliyor.
Geleneksel olarak, radyo teleskopu verilerinde radyo frekansı paraziti (RFI) olarak bilinen istenmeyen sinyaller tespit edildiğinde, bu veriler kirlenmiş olarak atılır. Bunun nedeni, bu sinyallerin öngörülemez olması ve kökenlerinin net bir modeli olmadan, bunları verilerden çıkarmak neredeyse imkansız olduğunu açıkladı.
Ducharme, “Sonuç olarak, gözlemin herhangi bir kısmının kontamine olmayacak şekilde atılmasıyla sonuçlanır.” Dedi.
Ducharme ve Pober için yeni çalışma, yakındaki nesnelerden RFI’ları izlemek için yeni bir yöntem geliştirerek bu büyük sorunun çözülmesine yardımcı olmak için çerçeveyi döşemekle ilgiliydi. Bunu yapmak için, çift alanda kullanılan mevcut iki izleme tekniğini birleştirdi.
Yakın alan düzeltmeleri olarak bilinen birincisi, teleskopu, normalde parazite neden olan dünyaya daha yakın nesnelere odaklanacak şekilde ayarlar. Teleskoplar uzaya derinlemesine bakmak için tasarlanmıştır, ancak yakın alan düzeltmeleri yakındaki nesneleri daha doğru bir şekilde izlemelerine izin verir. İkinci teknik, ışın oluşturma, parazitin nereden geldiğini tespit eden daha hassas bir “ışın” oluşturarak bir nesnenin odağını keskinleştirir – bu durumda bir uçağı sıçradı.
İki yöntemi birleştirerek, araştırmacılar düzlemi izledi ve yansıyan radyo dalgalarının yüzeyinden nasıl kavga ettiğini analiz etti. Bu, uçağın yaklaşık 38.400 fitte uçtuğunu ve saatte yaklaşık 492 mil hızla hareket ettiğini hesaplamalarına izin verdi. Ayrıca, uçaktan sıçrayan RFI sinyalinin Avustralya dijital TV kanalı 7 ile ilişkili bir frekans bandından geldiğini buldular.
Ekip, halka açık olmayan eksik uçuş günlükleri nedeniyle belirli uçuşu belirleyemedi, ancak Pober, iki tekniğin başarılı birleşiminin radyo astronomi alanı için yeni kapılar açtığını söyledi.
“Bu, insan yapımı müdahaleyi verilerden çıkarmayı mümkün kılmak için önemli bir adımdır” dedi. “Sadece parazit kaynaklarını doğru bir şekilde tanımlayarak ve kaldırarak, gökbilimciler gözlemlerinin daha fazlasını koruyabilir, sinir bozucu veri kaybını azaltabilir ve önemli keşifler yapma şansını artırabilir.”
Projedeki sonraki adımlar, MWA ekibi için yararlı olmaya devam edecek şekilde baktıkları verilerden yayın RFI sinyallerini gerçekten kaldırmaya çalışmayı içerir. Bilim adamları daha sonra yöntemi daha fazla geliştirmeyi ve uydulardan ve diğer alan tabanlı nesnelerden gelen paraziti filtrelemek için uzatmayı umuyorlar. Bununla birlikte, araştırmacılar, tekniğin uçakları izlemek için iyi çalışırken, uydular gibi diğer parazit kaynaklarına uygulanmasının daha zor olacağını belirtiyor.
Çalışma ayrıca RFI sorununun ne kadar hızlı büyüdüğünü de vurgulamaktadır. Birleşmiş Milletler Dışiş İşleri Ofisi’ne göre, Haziran 2023 itibariyle 11.330 uydu, Ocak 2022’den yaklaşık% 40 artışla Dünya’nın yörüngesinde yer alıyordu.
Bu uydu patlamasının sadece önümüzdeki on yıllarda genişlemesi bekleniyor ve radyo astronomisinin kara delikler, galaksi oluşumu ve evrenin kökenleri gibi fenomenleri inceleme yeteneği için büyük bir zorluk oluşturuyor. Bilim liderleri zaten biraz harekete geçti. Örneğin, 2019’dan bu yana, Ulusal Bilim Vakfı’nın Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi ve SpaceX, uyduların teleskop gözlemlerine müdahale etmesini en aza indirmeye çalışmak için gerçek zamanlı veri paylaşım sistemleri geliştirmek için birlikte çalışıyor.
Yine de, dünya giderek yapay sinyallerle dolu olduğu için herhangi bir eylemin yeterli olup olmayacağı konusunda tartışma devam ediyor. Pober gibi bazıları, en iyi hareket tarzının ötesine geçerek gürültüden kaçmak ve ay gibi yerlerde radyo teleskopları inşa etmek olup olmadığını merak ediyor.
Pober, “Dünyada sessiz bir gökyüzü bulamazsak, belki de Dünya olması gereken yer değil,” dedi. “Ne yaparsak yapalım, insan tarafından üretilen paraziti tanımlamak ve kaldırmak için daha iyi veri analizi tekniklerine yatırım yapmaktan başka seçeneğimiz yok.”
