یک تیم از پژوهشگران که داده‌های رادیوتلسکوپ Murchison Widefield Array در استرالیا را بررسی می‌کردند، با کشفی عجیب و غیرمنتظره روبه‌رو شدند. این تلسکوپ، که برای بررسی امواج رادیویی که از میلیاردها سال نوری دورتر، طراحی شده ، به طرز عجیبی یک سیگنال تلویزیونی دریافت می‌کرد!

این مسئله غیرعادی بود، زیرا این تلسکوپ در «منطقه سکوت رادیویی» ساخته شده بود؛ منطقه‌ای که دولت استرالیا برای جلوگیری از تداخل‌های امواج انسانی با پژوهش‌های اخترشناسی ایجاد کرده است. بنابراین، دریافت چنین سیگنالی در این منطقه کاملاً غیرمنتظره و معمایی بود.

اما نکته‌ای که این موضوع را عجیب‌تر می‌کرد این بود که سیگنال تلویزیونی ثابت نبود و در آسمان حرکت می‌کرد. چنین چیزی باعث شد که پژوهشگران در ابتدا به نظریه‌های عجیب‌وغریبی فکر کنند. آیا این می‌تواند نشانه‌ای از تمدن‌های بیگانه باشد که امواج ما را بازتاب می‌دهند؟ آیا در میان ابرها تمدنی مخفی وجود دارد که مشغول تماشای برنامه‌های تلویزیونی زمین است؟!

پاسخ، هرچند که جذابیت علمی-تخیلی کمتری داشت، اما به همان اندازه شگفت‌انگیز بود.

کشف حقیقت: هواپیماها مقصر اصلی بودند!

پس از پنج سال بررسی و تحلیل داده‌ها، جاناتان پوبر (Jonathan Pober)، فیزیکدان دانشگاه براون و محقق اصلی این پژوهش، و تیمش سرانجام به حقیقت پی بردند.

او می‌گوید:
«در نهایت به این نتیجه رسیدیم که احتمالاً سیگنال‌های تلویزیونی در حال بازتاب از سطح هواپیماها هستند. ما این سیگنال‌ها را برای سال‌ها مشاهده کرده بودیم و برخی همکارانمان احتمال داده بودند که این امواج از هواپیماها بازتاب می‌شوند. اما حالا فهمیدیم که می‌توانیم این فرضیه را به‌طور علمی تأیید کنیم.»

برای بررسی این موضوع، تیم پژوهشی از روشی به نام اصلاحات میدان نزدیک (near-field corrections) استفاده کرد. این تکنیک به آن‌ها اجازه داد تا تلسکوپ را طوری تنظیم کنند که بتواند روی منابع رادیویی نزدیک‌تر تمرکز کند. همچنین، با استفاده از پرتوپردازی هدایت‌شده (beamforming) توانستند تمرکز تلسکوپ را بر روی سیگنال‌های مزاحم افزایش دهند و منبع اصلی آن‌ها را با دقت بیشتری شناسایی کنند.

چگونه محققان تأیید کردند که این سیگنال‌ها از هواپیما می‌آیند؟

با استفاده از این تکنیک‌ها، پژوهشگران دریافتند که ارتفاع منبع این سیگنال‌ها حدود ۱۱.۷ کیلومتر است؛ این عدد تقریباً مطابق با ارتفاع پروازی معمول هواپیماهای مسافربری است که در محدوده‌ی ۹.۴ تا ۱۱.۶ کیلومتر حرکت می‌کنند.

برای تأیید بیشتر، تیم تحقیقاتی سرعت منبع سیگنال را نیز محاسبه کرد. نتایج نشان داد که این سیگنال‌ها با سرعت ۷۹۲ کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کنند که دقیقاً با سرعت هواپیماهای تجاری تطابق دارد.

علاوه بر این، پژوهشگران متوجه شدند که فرکانس دریافت‌شده با کانال ۷ تلویزیون دیجیتال استرالیا همخوانی دارد، که نشان می‌داد این امواج از یک فرستنده تلویزیونی زمینی آمده و سپس از بدنه‌ی هواپیما بازتاب شده است.

با این حال، به دلیل نبود گزارش‌های پروازی دقیق، پژوهشگران نتوانستند مشخص کنند که دقیقاً کدام پروازها باعث این بازتاب شده‌اند.

چرا این کشف اهمیت دارد؟

هرچند که این موضوع در نگاه اول صرفاً یک معمای جالب به نظر می‌رسد، اما تأثیرات جدی‌ای بر اخترشناسی رادیویی دارد. زمانی که پژوهشگران در حال مطالعه‌ی کهکشان‌های دوردست هستند، چنین امواجی باعث اختلال در داده‌های نجومی می‌شوند.

تصور کنید که در یک رستوران شلوغ نشسته‌اید و تلاش می‌کنید صدای دوست خود را بشنوید، اما در همین لحظه کودکی در کنار شما فریاد می‌زند. این دقیقاً همان تأثیری است که امواج مزاحم بر داده‌های نجومی می‌گذارند. بسیاری از پژوهش‌های نجومی نیاز به داده‌های بسیار حساس و دقیق دارند، اما این نوع سیگنال‌های رادیویی غیرمنتظره باعث می‌شود که حجم زیادی از داده‌های ارزشمند غیرقابل‌استفاده شوند و محققان مجبور به حذف آن‌ها شوند.

جاناتان پوبر در این‌باره می‌گوید:
«این یک گام مهم برای حذف امواج مزاحم انسانی از داده‌های اخترشناسی است. اگر بتوانیم منابع این تداخل‌ها را دقیق‌تر شناسایی کنیم، می‌توانیم داده‌های بیشتری را حفظ کنیم و شانس کشف‌های مهم علمی را افزایش دهیم.»

آینده‌ی نجوم رادیویی: آیا باید زمین را ترک کنیم؟

این پژوهش تنها یک گام اولیه در مسیر کاهش تداخل‌های انسانی در نجوم رادیویی است. هدف نهایی این است که تمامی سیگنال‌های بازتاب‌شده از هواپیماها، ماهواره‌ها و سایر منابع انسانی را حذف کنیم تا داده‌های خالص‌تری برای مطالعه‌ی جهان در اختیار داشته باشیم.

اما یک چالش بزرگ‌تر در حال ظهور است: افزایش چشمگیر ماهواره‌های مدار زمین. در سال‌های اخیر، با افزایش تعداد ماهواره‌ها و توسعه‌ی پروژه‌هایی مانند استارلینک (Starlink) شرکت اسپیس‌ایکس، نگرانی‌ها درباره‌ی آلودگی رادیویی فضا بیشتر شده است. بسیاری از اخترشناسان اکنون این سؤال را مطرح می‌کنند که آیا باید برای ادامه‌ی پژوهش‌های نجومی به مکانی آرام‌تر، مانند ماه، نقل مکان کنیم؟

پوبر در این‌باره می‌گوید:
«اگر نتوانیم در زمین یک آسمان آرام پیدا کنیم، شاید زمین دیگر جای مناسبی برای نجوم رادیویی نباشد. اما هر اتفاقی که بیفتد، مجبور خواهیم بود بهبودهای اساسی در تکنیک‌های پردازش داده ایجاد کنیم تا بتوانیم این تداخل‌ها را شناسایی و حذف کنیم.»

این پژوهش نه‌تنها معمای پنج‌ساله‌ی سیگنال‌های تلویزیونی مرموز را حل کرد، بلکه گامی مهم در مسیر کاهش تداخل‌های انسانی در نجوم رادیویی برداشت. اکنون دانشمندان می‌توانند با دقت بیشتری امواج رادیویی مزاحم را شناسایی و حذف کنند و در نتیجه داده‌های نجومی خالص‌تری در اختیار داشته باشند.

بااین‌حال، چالش اصلی هنوز پابرجاست: افزایش ماهواره‌ها و آلودگی امواج رادیویی ممکن است اخترشناسان را مجبور کند تا برای ادامه‌ی پژوهش‌های خود به فضا و حتی سطح ماه نقل مکان کنند.

منبع

  این نوشته‌ها را هم بخوانید ​