A. L’analisi tempo-frequenza consente di stabilire la natura dei segnali radio ricevuti e seguire la loro evoluzione
L’astrobiologia è una branca multi-disciplinare che studia le condizioni e gli ambienti in cui la vita può nascere e sostenersi nel cosmo. Il progetto SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligence), analizzando la radiazione proveniente dal cosmo, si dedica specificamente alla ricerca di segnali prodotti da civiltà extraterrestri. Per quanto riguarda il SETI a lunghezza d’onda radio, l’obiettivo è scovare segnali di tipo artificiale individuandoli in mezzo alla grande quantità di radiazione naturale emessa dai corpi celesti.
Staff: G. Bianchi, J. Monari
Collaboratori: N. Antonietti, S. Erculiani, R. Lulli, , S. Montebugnoli, P. Pari
La scoperta di migliaia di pianeti extrasolari (tra i quali alcuni simili alla Terra) già entro il limitato raggio di qualche migliaio di anni luce da noi ha reso ancora più sensato porsi l’antica domanda: “Siamo soli nell’Universo?” Fin dagli anni ’70 del secolo scorso, il programma SETI ha cercato una risposta affidandosi all’analisi spettrale ad alta risoluzione dei segnali radio provenienti dallo spazio. La ricerca si concentra principalmente sui segnali monocromatici e in onda continua (ossia con larghezza di banda molto stretta e senza modulazione) ipotizzando che, se una civiltà tecnologica aliena volesse rendere nota la propria presenza, quello sarebbe il tipo di segnale più ovvio da impiegare. Un segnale monocromatico è infatti facilmente riconoscibile, pur essendo immerso in una enorme quantità di “rumore di fondo” di origine naturale e strumentale. Per poter ricevere segnali più complessi, di tipo modulato e a banda larga, simili a quelli che usiamo per le nostre telecomunicazioni (o più esotici), servono strumenti e tecniche molto sofisticati. Fino ad oggi, a parte qualche sospetto mai confermato, nessuna trasmissione aliena è stata rilevata. Forse sarà lo Square Kilometre Array a fornirci questa opportunità.
Presso i radiotelescopi IRA, in particolare usando la parabola da 32 metri a Medicina, il SETI è stato implementato in parallelo alle normali osservazioni in corso, offrendo la possibilità di acquisire dati in maniera pressoché continua nell’arco delle 24 ore e a costi estremamente contenuti. L’analisi del segnale è effettuata con spettrometri ad alta risoluzione (decine di milioni di canali frequenziali), per poter rilevare Doppler drifts anche minimi – dovuti al moto dei pianeti o delle sonde da cui proviene la trasmissione radio che stiamo cercando. Se per lungo tempo è stata impiegata la classica trasformata di Fourier, ora è in fase di implementazione, sfruttando le GPU installate sulle macchine più performanti, la KLT (Karhunen Loeve Transform). Questo tipo di elaborazione può rilevare eventuali segnali extraterrestri modulati in maniera complessa. Si può dire che oggi la limitazione non è più costituita dalla potenza di calcolo dei computer, bensì dal tipo di algoritmo che si implementa per estrarre un segnale sconosciuto dal “rumore” di fondo. Una sfida tutt’altro che banale, poiché è difficile identificare qualcosa di cui non si conosce a priori la fattezza. Una delle strade più promettenti sembra essere l’analisi mediante la valutazione dell’entropia del segnale.
Crediti
Figura A: INAF-IRA