1.2. Поиск узкополосных сигналов ВЦ на волне 1.35 см от трёх звёзд Программы "Зодиак".

Г.М.Рудницкий, ГАИШ, Москва

В марте 2002 г. проведены поиски узкополосных сигналов на волне 1.35 см от трёх звёзд Программы "Зодиак" [1, 2]. На этой волне находится вращательная линия молекулы воды (H2O) 616-523(лабораторная частота 22235.080 МГц). Излучение в линии 1.35 см зарегистрировано во многих естественных космических радиоисточниках, связанных с областями активного звёздообразования в нашей Галактике и с газопылевыми оболочками переменных звёзд поздних спектральных классов - красных гигантов. Излучение H2O λ=1.35 см в естественных радиоисточниках имеет мазерную природу, оно возникает при когерентном усилении радиоизлучения на частоте линии молекулами H2O, населённости уровней которых резко отклоняются от равновесных, предписанных статистикой Больцмана, под действием механизма "накачки". Эффект усиления аналогичен действующему в лабораторных квантовых генераторах - мазерах и лазерах.

Волна линии H2O 1.35 см - один из выделенных диапазонов SETI, наряду с "водяным окном" λ=18-21 см между линиями OH и H (OH + H = H2O). Если жизнь на планетах предполагаемых ВЦ имеет так же, как и на Земле, водную основу, то частоту линии H2O следует считать одной из "магических" частот SETI.

Наблюдения выполнялись на полноповоротном параболическом радиотелескопе РТ-22 Радиоастрономической обсерватории Астрокосмического центра Физического ин-та им.~П.Н.~Лебедева РАН в г. Пущино (Московская область). На входе приёмника установлен охлаждаемый жидким гелием транзисторный усилитель диапазона 22 ГГц, шумовая температура системы 200 К. Для спектрального анализа применялся разработанный и изготовленный в ГАИШ 128-канальный фильтровой спектрометр с частотным разрешением 7.5 кГц (0.101 км/с по лучевой скорости на частоте линии H2O). Все 128 каналов охватывают на частоте линии H2O 1.35 см интервал лучевых скоростей 12.94 км/с.

Требуемая абсолютная стабильность гетеродина приёмника Delta f должна быть не хуже полуширины полосы частот одного спектрального канала, т.е. ~ 3.7 кГц. Соответствующая относительная стабильность Delta f/f ~ 2 10-7. Такая стабильность обеспечивается применением в гетеродине в качестве задающего генератора кварцевого синтезатора Ч6-31 и системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Для постоянства настройки приёмника на частоту линии в системе отсчёта, связанной со звездой, в частоту гетеродина вводились поправки за доплеровское смещение частоты вследствие орбитального движения и вращения Земли. Наблюдения космических мазеров в линии H2O на РТ-22 проводятся совместно группами радиоастрономов ГАИШ и ФИАН с 1980 г. Выборка источников H2O включает в себя 60 объектов - областей звёздообразования и переменных звёзд поздних спектральных классов. С 2002г. в программу исследований были также включены некоторые звёзды-кандидаты SETI из программ "Зодиак" [1] и Первого детского послания внеземным цивилизациям [2]. В ночь с 25 на 26 марта 2002г. выполнены пробные наблюдения трёх звёзд Программы "Зодиак" (Таблица 1). Все три звезды находятся в зодиакальном созвездии Девы и в момент наблюдения были вблизи противостояния с Солнцем. Первая из них - яркая звезда Алараф (beta Девы) - хорошо видна невооружённым глазом. Две другие звезды гораздо слабее. В Таблице 1 приведены номера звёзд по каталогу HD, экваториальные координаты на 1950 г., даты противостояния с Солнцем (как наиболее благоприятные для поиска позывных ВЦ), спектральный класс, звёздные величины в полосе V (λ_eff=5500 AA). В следующем столбце даны лучевые скорости звёзд относительно Местного Стандарта Покоя VLSR; как принято в радиоастрономии, в них учтено движение Солнца к апексу. Сами лучевые скорости (гелиоцентрические, то есть отнесённые к Солнцу) взяты из базы астрономических данных SIMBAD (http://simbad.u-strasbg.fr/). В предпоследнем столбце Таблицы 1 приведены поправки (в км/с) для перехода от VLSR к гелиоцентрической лучевой скорости V_hel. В последнем столбце даны моменты времени UT начала и конца наблюдений звёзд.

Таблица 1. Наблюдавшиеся звезды Программы "Зодиак"

Звезда    alpha (1950)   delta (1950)      Противо-  Sp  m_V   VLSR, V_hel-    UT
HD                                         стояние            км/с   -VLSR 25/26.03.2002

102870  11h 48m 05.s0   02circ 02' 48''     18 марта F9V 3.61   1.7    0.67  23:24-00:03

106116  12 09 57.0        -02 48 42        25 марта G4V 7.50  11.3  -0.11  00:04-00:45

108754  12 27 10.0        -03 03 00        29 марта G7V 9.03  -2.4  -1.34  00:47--01:33

Примечания.\ Другие названия звезд:\\
HD 102870 = beta Vir = 5 Vir = Алараф = HR 4540 = BD+02circ2489 = SAO 119076
HD 106116 = BD-02circ3481 = SAO 138647
HD 108754 = BD-02circ3528 = SAO 138815
HD 108754 расположена почти точно на эклиптике
(эклиптическая широта beta = -0circ 6').

Наблюдения проводились в режиме диаграммной модуляции методом "наведение--наведение". Радиотелескоп оборудован двумя рупорными облучателями, формирующими две диаграммы направленности, разнесённые на 30 по азимуту. Ширина каждой диаграммы по половинной мощности 2.6. Вход приёмника поочередно переключался с частотой 22~Гц то к одному, то к другому облучателю. Вначале радиотелескоп наводился левым облучателем на объект, а правый облучатель направлялся на площадку сравнения. Включалась калибровка при помощи генератора шума - газоразрядной трубки. Продолжительность калибровки 1.5 мин. После калибровки производилась запись спектра левым облучателем (5 мин). В течение следующих 5 мин велась запись спектра правым облучателем, а левый наблюдал площадку сравнения. Два спектра, полученные таким образом, вычитались. Данная методика позволяют уменьшить влияние земной атмосферы и неравномерности частотной характеристики приёмника на результаты наблюдений. Полная продолжительность записи одной спектрограммы (с учетом времени поворота телескопа на 30') 13 мин. Для каждой звезды были записаны три спектрограммы: одна с центром на лучевой скорости звезды V* и две со сдвигом по скорости на pm 12.94 км/с, то есть на полную полосу частот 128-канального спектроанализатора. Это позволяло охватить наблюдениями диапазон лучевых скоростей км/с, или всего 38.8 км/с с центром на V*.

Спектрограммы на частоте линии H2O λ=1.35 см для наблюдавшихся звёзд. Стрелками отмечены лучевые скорости звёзд V*.

Спектрограммы для наблюдавшихся звёзд приведены на рис. 1. По оси абсцисс отложены лучевые скорости относительно Местного Стандарта Покоя VLSR. По оси ординат графиков рис. 1. отложены плотности потока в Янских (1 Янский = )

На момент наблюдений ни у одной из наблюдавшихся звёзд не обнаружено узкополосного сигнала, превышающего шум по уровню 3\sigma\sim 20~Ян. Планируются дальнейшие наблюдения звёзд Программы "Зодиак" и звёзд-адресатов Первого детского послания ВЦ на РТ-22 в диапазоне 1.35 см.

Кроме того, в июле 2002 г. на РТ-22 проведены наблюдения ряда звёзд из двух указанных программ на волне 8.2 мм (частота 36392.332 МГц вращательной линии J=4-3 молекулы цианацетилена HC3N). Наблюдения выполнены при участии школьников из Москвы, Пущино и Волгодонска - участников школы-конференции "Здравствуй, Галактика!" (Пущино, 30 июня - 12 июля 2002 г.). Результаты этих наблюдений будут приведены в отдельной публикации.

Литература

1. Филиппова Л.Н. Список близэклиптикальных солнцеподобных звёзд для SETI-программы "Зодиак" Астрон. циркуляр, 1990, N 1544, с.37.

2. Пшеничнер Б.Г. Первое радиопослание детей внеземным цивилизациям // Вестник SETI, 2002, N 2/19, с.55.