(O)SETI. (Optical) Search for Extraterrestrial Intelligence MAGDALENA BRUNNER 09/11/2011

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1 (O)SETI (Optical) Search for Extraterrestrial Intelligence MAGDALENA BRUNNER 09/11/2011 1

2 Was ist SETI? Search for ExtraTerrestrial Intelligence Gestartet 1960 von Frank Drake Suche von extraterrestrischen Signalen mit Hilfe von Radioteleskopen Weltweite, gut koordinierte Programme wie z.b. Viele Subprogramme (z.b. OSETI, METI, GL-SETI, SETA, SETV) 2

3 Warum Radio-Beobachtungen? Sterne und Hintergrundstrahlung im Radiobereich relativ leise Radiotechnik einfach realisierbar, starke Signale leicht generierbar große beam width --> Signale über großen Winkel beobachtbar Phase und Amplitude des Signals leicht speicherbar Atmosphäre gut durchlässig zwischen 1 und 10 GHz Wasserstoff-Linie bei 1.42 GHz --> viele Beobachtungen bei dieser Frequenz und wichtige Frequenz (12cm Linie) 3

4 Geschichte 1959: Nature Paper von Cocconi und Morrison: Search For Interstellar Communications 1960: Frank Drake, Projekt Ozma, NRAO Green Bank (Tau Ceti & Epsilon Eridani bei MHz) 1961: Erste SETI-Konferenz : weitere SETI Konferenzen, u.a. Projekte der Sowjetunion 1966: Sagan und Schklowski: Intelligent Life in the Universe 1971: Vorschlag für Projekt Zyklop (NASA), aber zu teuer 1974: Arecibo Message 4

5 Geschichte 1979: SERENDIP (Search for Extraterrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations), Berkeley 1985: Horowitz, Harvard, META (Megachannel Extra-Terrestrial Array), 8 Mio 0.5 Hz Kanäle 1958: Big Ear, Ohio State University 1992: MOP (Microwave Observing Program), NASA 1999: SETI@home mit SERENDIP IV Daten, Evpatoria Message bis 2011: SETI Forschung am Allen-Telescope Array (ATA) 5

6 Das Wow!-Signal Big Ear Radio Observatory, Ohio (aufgelassen) 15. August 1977, Dr. Jerry R. Ehman alphanumerischer Code zur Intensitätsvariation des Signals (Leerzeichen: 0-1, 1-9, A-Z: 10-36) Signaldauer: 72 Sekunden 6

7 Das Wow!-Signal 7

8 Das Wow!-Signal Eine Spalte entspricht einer Bandbreite von 10 khz Signal bei MHz (Wasserstoff Linie: ) Ursprung des Signals: Sagittarius Teleskop fixiert, 2 verschiedene Antennen in Zeitfenster von 3 Minuten angebracht --> ABER kein zweites Signal detektiert interstellare Oszillation als mögliche, wenn auch unwahrscheinliche, Erklärung Signal nie wieder nachbeobachtet 8

9 Arecibo Observatory Standort: Arecibo, Puerto Rico 305 m Durchmesser Bandbreite: MHz (6m - 3 cm) Erste Beobachtungen: 1963 Sphärischer Reflektor 9

10 Die Arecibo Message 16. November 1974 Kugelsternhaufen M13, ly entfernt 1679 Bit --> 23 x 73 px Grundfrequenz: GHz --> 12.6 cm Modulation: 75 Hz Übertragungsrate: 10 bit/s 10

11 Die Arecibo Zahlen von 1 bis 10 Protonenzahlen chemischer Elemente (H, C, N, O, P) C 5 OH 7 Desoxyribose C 5 H 4 N 5 Adenin C 5 H 5 N 2 O 2 Thymin C 5 OH 7 Desoxyribose Message 16. November 1974 PO 4 Phosphat C 5 OH 7 Desoxyribose Nukleotide C 4 H 4 N 3 O Cytosin C 5 H 4 N 5 O Guanin PO 4 Phosphat C 5 OH 7 Desoxyribose Kugelsternhaufen M13, ly entfernt 1679 Bit --> 23 x 73 px PO 4 Phosphat PO 4 Phosphat DNA Form und Anzahl der Nukleotide ( ) Grundfrequenz: GHz --> 12.6 cm Größe und Form eines Menschen + Anzahl der Menschen (176.4 cm und ) Modulation: 75 Hz Sonnensystem Übertragungsrate: 10 bit/s Arecibo Antenne mit Größenangabe (306 m) 11

12 Die Arecibo Message Übertragungslänge: ~2 min 50 sek Voraussetzungen zum Dekodieren: Primzahlen erkennen und als Rechtecksmaße interpretieren Orientierung des Rechtecks ausprobieren/raten Rechteck optisch darstellen und Binärsystem erkennen Kritik an der Verständlichkeit des Signals 12

13 Cosmic Call Projekt 1999 und 2003, Yevpatoria, Ukraine RT-70 Evpatoria Planetary Radar Mehrere Nachrichten: Rosetta Stone Arecibo Message Bilingual Image Glossary Braastad Message Text, Audio, Video von der Öffentlichkeit ausgewählt 13

14 Cosmic Call Projekt gesendet zu 4 (1999) und 5 (2003) sonnenähnlichen, nahen Sternen Cosmic Call 2 (2003): 53 Minuten wissenschaftliche Nachrichten + 11 Stunden gesammeltes öffentliches Material übertragen 14

15 OSETI Suche im sichtbaren und nahen Infrarot Wellenlängenbereich Annahme, dass starke LASER zur (interstellaren) Kommunikation eingesetzt werden derzeit auf der Erde schon ausreichend starke LASER in Entwicklung Vorteile: kleinere Teleskope zur Suche, weil schmälerer Strahlungskegel höhere Intensität der Signale 15

16 OSETI Nachteile: Signalrichtung muss sehr genau mit Sichtrichtung übereinstimmen starke Hintergrundstrahlung von Sternen Detektionsmethoden: Spektroskopie, PMTs, Single Photon Detectors Aktuelles Projekt an der Uni Wien, 80cm Cassegrain vlt 16

17 Grundlegende Gedanken Annahmen und Spekulationen über ETs immer basierend auf terrestrischem Leben und terrestrischer Technologie biologische und technologische Evolution vorausgesetzt technologischer Fortschritt entscheidend für SETI und METI gibt es überhaupt (absichtliche/detektierbare) Kommunikation? Beobachtungsziele für SETI ( look everywhere for everything Strategie) --> Astrobiology begins at home 17

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

19 Experiment Setup optical fiber telescope x, y, z 10% photodiode 10:90 50:50 fiber beam splitters PC fiber position control 50:50 50:50 single-photon detector array 4x22.5% time-tagging module PC measurement, storage, evaluation Mounted at the 80cm Cassegrain vlt, Vienna Little Telescope 19

20 Data evaluation (simulation) background events pulse-events detection probability of pulse-events normalized time of event time difference between consecutive Events 20

21 Referenzen Targets and SETI: shared motivations, life signatures and asymmetric SETI, William H. Edmondson, Acta Astronautica 67, 2010 The search for extra-terrestrial intelligence, Frank Drake, The Royal Society,