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 V_LSR; 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 V_LSR 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   V_LSR, V_hel-    UT
HD                                         стояние            км/с   -V_LSR 25/26.03.2002

102870  11^h 48^m 05.s0   02^circ 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+02^circ2489 = SAO 119076
HD 106116 = BD-02^circ3481 = SAO 138647
HD 108754 = BD-02^circ3528 = 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 V_LSR. 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.