Новый каталог для SETI: как школьник научился отсеивать бесперспективные звёзды

В поисках внеземных цивилизаций перед астрономами стоит практическая дилемма: как среди миллиардов звёзд выбрать те, которые действительно стоит прослушивать? Турецкий школьник Саин Торлакчик предложил элегантное решение — он разработал систему фильтрации, которая отсеивает заведомо неподходящие светила.

Большинство программ SETI полагаются на близость звезды: чем ближе, тем сильнее сигнал. Однако этот критерий игнорирует фундаментальные условия, необходимые для возникновения сложной жизни. Не все звёзды одинаково пригодны для этого — некоторые слишком горячие и быстро сгорают, другие слишком молоды, третьи бедны тяжёлыми элементами, необходимыми для формирования планет.

Именно эту проблему взялся решить турецкий старшеклассник Саин Торлакчик. Результатом его работы стал так называемый каталог Торлакчика — система правил, применённая к данным почти 1,75 миллиона звёзд из архива космического телескопа Gaia. Цель заключалась не в поиске лучших кандидатов, а в систематическом выявлении и исключении наихудших.

В основе фильтра лежат семь звёздных параметров. Звёзды с массой более полутора солнечных живут слишком мало, чтобы успеть развиться сложной жизни. Звёзды моложе трёх миллиардов лет также не подходят — земной жизни потребовалось примерно столько же времени, чтобы выйти за пределы одноклеточных. Низкое содержание железа и других тяжёлых элементов делает маловероятным формирование каменистых планет. Двойные системы создают гравитационные возмущения, способные дестабилизировать орбиты. Переменность блеска и хромосферная активность красных карликов грозят планете мощными вспышками.

Применение этого фильтра ко всей выборке позволило исключить около 55% звёзд, оставив 777 835 приоритетных объектов. Наибольший вклад в отсев внесли возраст и металличность — каждый из этих параметров отбраковал примерно 29% светил. В итоговом списке доминируют K-карлики и спокойные M-карлики — старые, стабильные и химически богатые звёзды, дающие сложной жизни реальный шанс.

Особого внимания заслуживает подход Торлакчика к неопределённости возраста, получаемого из данных Gaia. Поскольку ошибки могут достигать миллиардов лет, он применял порог в три миллиарда не к точечной оценке, а к верхней границе доверительного интервала. Это позволило сохранить 355 086 звёзд, которые при жёстком отсечении были бы отброшены. Маленькое методическое решение, но с большим практическим эффектом.

Каталог был также сопоставлен со списком целей программы Breakthrough Listen — самого известного радиопоиска SETI. Оказалось, что более половины целей этой программы попали бы под исключение, в основном из-за низкой металличности. Это не упрёк в адрес Breakthrough Listen, а отражение двух разных стратегий: одна оптимизирует обнаружимость сигнала, другая — астробиологическую правдоподобность. Вместе эти подходы дают короткий список звёзд, которые одновременно достаточно близки и достаточно перспективны.

Каталог и программный инструмент общедоступны, так что любая обсерватория или исследовательская группа может применить этот фильтр к своим данным. Неплохое достижение для школьного проекта.