Tämä on ehkä tuloksettomin tieteenala: Älyllisen elämän etsintä Maan ulkopuolelta

Tutkijoita askarruttaneiden säteilypiikkien syyksi selvisi mikroaaltouuni.
Tiede 9.10.2015 20:00
Ragbir Bhathalin ”mystinen valopulssi” tuikahti kerran pallomaisen tähtijoukon 47 Tucanae suunnassa. © Eso/ m.r.cioni/ vista

Älyllisen elämän etsintä Maan ulkopuolelta, eli niin sanottu SETI-tutkimus (Search for Extra-Terrestrial Intelligence) on kenties tuloksettomin tieteenala, jota ihmiskunta yhä harjoittaa. Alkemistit yrittivät tuhannen vuoden ajan löytää viisastenkiveä, jolla arvottomampia aineita saisi muutettua kallisarvoiseksi kullaksi. Lopulta haaveesta oli pakko luopua. Sellaista kiveä ei ole.

Maan ulkopuolisen älyn etsintä taas on ollut käynnissä yli viisi vuosikymmentä, mutta tulokset ovat olleet yhtä laihoja kuin muinaisissa kultatouhuissa. Erona on kuitenkin se, että tämä urakka on mahdollinen: maailmankaikkeudessa saattaa olla muitakin älykkäitä ja teknisesti kehittyneitä olentoja kuin me ihmiset.

Samanaikaisesti pitäisi tarkkailla vähintään miljoonia taajuuksia, koska meillä ei ole arvauksia kummempaa tietoa siitä, millä aallonpituuksilla mahdolliset avaruuden sivilisaatiot viestejään lähettäisivät.

Suurten havaintoaineistojen käsittely tehokkaasti taas vaatii supertietokoneita – tai sitten suurta määrää tavallisten ihmisten kotikoneita. Niitä käytetään SETI@home-hankkeessa, joka on ollut käynnissä jo yli 15 vuoden ajan.

Netistä ladattava ohjelma käy läpi Arecibon radioteleskoopilla kerättyä aineistoa ja seuloo merkkejä mahdollisista viesteistä. Tällä hetkellä projektissa on mukana jo miljoonia tietokoneita yli 230 maassa, mutta kotikutoinen etsintäkin on ollut tuloksetonta.

Meillä ei myöskään ole aavistusta siitä, miltä suunnalta mahdollisten avaruuden sivilisaatioiden viestit tulisivat, joten ”kuuntelun” olisi katettava koko taivas, niin pohjoinen kuin eteläinenkin pallonpuolisko. Ja se on käytännössä mahdotonta.

Jos älyllistä elämää on, sen osoittamiseen riittää yksi ainoa positiivinen havainto. Sitä odotellaan kuitenkin edelleen.

Väärä hälytys saatiin heti ensimmäisellä yrityksellä. Tai oikeastaan toisella. Huhtikuussa 1960 Frank Draken johtama Cornellin yliopiston tutkijaryhmä oli saanut valmiiksi uuden radiovastaanottimen Green Bankin observatorion radioteleskooppiin Yhdysvalloissa.

Testimielessä teleskooppi oli päätetty suunnata kahteen lähitähteen ja kuulostella keinotekoisilta vaikuttavia signaaleja. Uraauurtavan Ozma-projektin ensimmäinen kohde oli Valaskalan tähdistön Tau Ceti ja toinen naapuritähdistö Eridanuksen Epsilon Eridani. Kumpikin on vain runsaan kymmenen valovuoden etäisyydellä Maasta.

Heti ensimmäisenä päivänä saatiin aikaan kosminen yhteys: Epsilon Eridanin suunnasta tuli voimakas radiosignaali, joka toistui kahdeksan kertaa sekunnissa. Tutkijat ihmettelivät, voisiko se todella olla näin helppoa. Onko meille huudeltu kaiken aikaa, mutta emme ole olleet kuulolla?

Asian varmistamiseksi radioteleskooppi käännettiin toiseen suuntaan – jolloin signaali katosi. Kun tähti otettiin uudestaan tähtäimeen, signaalia ei löytynyt enää siitäkään suunnasta. Parin viikon ajan signaalia yritettiin saada kuuluviin uudestaan.

Sitten se löytyi. Samalla selvisi, että signaali todellakin oli keinotekoinen, mutta ihmisen itsensä aikaansaannosta. Todennäköiseksi lähteeksi määritettiin lentokone, jossa oli ilmavoimien salaisia radiolaitteita.

 

Pari vuotta myöhemmin alettiin kohista mystisestä radiolähteestä CTA-102. 1960-luvun alussa Pegasuksen tähdistön suunnasta oli löytynyt kohde, jonka radiosäteily sai Nikolai Kardašovin ehdottamaan, että sen täytyy olla peräisin teknisesti kehittyneestä sivilisaatiosta.

Kardašov kehitteli vuonna 1964 nimeään kantavan asteikon, joka kuvaa sivilisaation kehitysvaihetta sen energiatalouden perusteella.

Tyypin I sivilisaatio pystyy hyödyntämään kokonaisvaltaisesti planeettansa energiavaroja, tyypin II sivilisaatio kykenee samaan oman tähtensä suhteen. Tyypin III sivilisaatio osaa käyttää hyväkseen koko kotigalaksinsa lähes rajattomia resursseja.

Kardašov esitti, että CTA-102:n voimakas radiosäteily on osoitus tyypin II ellei peräti tyypin III sivilisaation olemassaolosta. Utopistinen ajatus sai nostetta, kun kohdetta tarkkaillut Gennadi Sholomitski ilmoitti vuonna 1965, että kohteen radiosäteilyssä esiintyy vaihteluita. Hänen mukaansa havainto vahvisti säteilyn olevan erittäin kehittyneen sivilisaation lähettämää.

Vesiperä tämäkin. CTA-102 osoittautui oudoista ominaisuuksistaan huolimatta kaukaiseksi kvasaariksi, voimakkaasti säteileväksi nuoreksi galaksiksi, jollaisilla on todettu olevan luonnostaan outoja ominaisuuksia.

CTA-102 ehti kuitenkin jättää jälkensä populaarikulttuuriin. Amerikkalaisyhtye The Byrds julkaisi vuonna 1967 albumin nimeltä Younger Than Yesterday, jonka kolmosraita on nimeltään C.T.A.-102. Laulussa todetaan, että Vuodesta vuoteen kuulemme teitä / signaalit kertovat teidän olevan siellä.

 

Marraskuussa 1967 Cambridgen kupeessa sijaitsevassa Mullardin radio-observatoriossa alkoi piipittää. Kvasaareista havaintoja tehneet Jocelyn Bell ja Antony Hewish löysivät Ketun tähdistön suunnasta oudon radiolähteen: se sykki säännöllisesti ja hyvin nopeasti.

Sykkeen jakso oli 1,34 sekuntia, ja yksittäiset pulssit olivat kestoltaan vain muutaman sadasosasekunnin. Ajastus pystyttiin tekemään hyvin tarkasti, sillä havainnoista kertyi tulosteliuskaa usean kilometrin verran.

Minkään luonnollisen kohteen ei tiedetty lähettävän tällaista ”signaalia”, joten se vaikutti vahvasti keinotekoiselta. Kohteelle annettiin nimeksi Little Green Men 1 eli LGM-1. Observatoriossa ehdittiin jo olla huolissaan seurauksista, jos signaali todella olisi älyllisen sivilisaation, ”pienten vihreiden miesten”, lähettämä.

Huoli oli turha. Omituinen radiopiipitys oli peräisin vinhasti pyörivästä neutronitähdestä, massiivisen tähden ääritiheästä jäänteestä. Ainoastaan 15 kilometrin läpimittaisessa pallossa on ainetta saman verran kuin Auringossa.

Neutronitähden voimakas magneettikenttä suuntaa sen säteilyn kahteen keilaan, jotka pyyhkivät ympäri avaruutta kuin laivoille turvallisen kurssin kertovien majakoiden valokiilat. Nykyisin näitä pulsareiksi ristittyjä kohteita tunnetaan nelinumeroinen määrä.

Ozma-projektin jälkeen tarkoituksellinen SETI-tutkimus vietti toistakymmentä vuotta hiljaiseloa, jonka katkaisivat vain lyhyet etsintäjaksot. Vuonna 1973 käynnistyi Ohion yliopiston SETI-ohjelma, joka jatkui vuoteen 1995 saakka. Avaruuden kuisketta kuunneltiin Big Ear -radioteleskoopilla, joka purettiin vuonna 1998 golfkentän tieltä.

Ozman tavoin Ohion SETI-ohjelma onnistui vastaanottamaan mahdollisen kosmisen viestin, mutta toisin kuin Epsilon Eridanin tapauksessa, sen lähdettä ei vieläkään ole pystytty selvittämään.

Elokuussa 1977 Jerry Ehman oli vahtivuorossa, kun Ohion kookas radiokorva kääntyi kohti Jousimiehen tähdistöä eli Linnunradan keskuksen suuntaa. Radioteleskoopin vastaanottamien signaalien voimakkuutta kuvasivat paperille tulostuneet numerot yhdestä yhdeksään ja voimakkuuden kasvaessa kirjaimet.

Tulosteeseen ilmestyi numero- ja kirjainsarja ”6EQUJ5” eli signaalin voimakkuus ensin kasvoi ja sitten hiipui. Kestoa sillä oli 72 sekuntia. Ehman ympyröi merkkijonon ja kirjoitti sen viereen ”Wow!”.

Tällä kertaa ongelmana oli se, että signaali ei toistunut. Sitä yritettiin havaita Big Ear -teleskoopilla moneen otteeseen, samoin eri puolilla maailmaa sijaitsevilla muilla radioantenneilla. Turhaan: Jousimies oli vaiennut.

Vain kertaalleen ”kuullun” signaalin ominaisuudet eivät paljastaneet, mistä se on peräisin. Todennäköisesti se tuli Maan ulkopuolisesta lähteestä, mutta sen enempää ei vieläkään pystytä sanomaan. Wow!-signaali on edelleen paras ehdokas todelliseksi tähtienväliseksi viestiksi.

 

SETI-tutkimus on laajentumassa yhä enemmän optiselle puolelle eli näkyvän valon alueelle. Ajatuksena on, että vieraat sivilisaatiot voisivat käyttää viestintään suurteholasereita. Silti radioalue on edelleen suosituin tarkkailun kohde.

Taivaalta on havaittu kymmenkunta lyhyttä radiopulssia tai -purkausta, joille ei toistaiseksi ole löytynyt varmaa selitystä. Monet avaruuden kohteet lähettävät radiosäteilyä, mutta nämä signaalit näyttävät tulevan hyvin kaukaa. Arvoituksellisinta on, että niiden lähteet sijaitsevat Maasta mitattuna tasaisin välimatkoin.

Ensimmäisen hyvin lyhytkestoisen, mutta sitäkin voimakkaamman radiosignaalin löysi arkistojen kätköistä Duncan Lorimer vuonna 2007. Havainto oli tehty jo vuonna 2001 Australiassa sijaitsevalla Parkesin radioteleskoopilla. Signaali oli jäänyt aikoinaan huomaamatta, sillä sen kesto oli alle viisi millisekuntia eli sekunnin tuhannesosaa.

Löytäjänsä mukaan ”Lorimerin purkaukseksi” nimetty radiopulssi oli tullut Linnunradan seuralaisgalaksin Pienen Magellanin pilven suunnasta. Pulssin ominaisuuksien perusteella lähde oli hyvin paljon kauempana, miljardien valovuosien päässä.

Tähtienvälinen aine vaikuttaa radiosäteilyn etenemiseen avaruudessa siten, että matalat ja korkeat taajuudet matkaavat hieman erilaisilla nopeuksilla. Mitä myöhemmin matalat taajuudet havaitaan, sitä kauempana säteilyn lähteen täytyy olla.

Sittemmin samanlaisia ”nopeita radiopurkauksia” (FRB eli Fast Radio Burst) löytyi arkistoista lisää, yhtä lukuun ottamatta kaikki Parkesissa havaittuja. Ainokainen toisella puolella maapalloa, Puerto Ricossa sijaitsevalla Arecibon antennilla mitattu pulssi hälvensi epäilyjä, että kyseessä olisi oikean signaalin sijasta tekninen vika Australian teleskoopissa.

Viimein toukokuussa 2014 Parkesissa onnistuttiin vastaanottamaan ”live-signaali”, joka huomattiin heti havaintoja tehtäessä. Kauriin tähdistön suunnassa välähti kolmen millisekunnin mittainen purkaus. Myös sen lähde näytti olevan hyvin kaukana.

Kaikkiaan yhdentoista signaalin ominaisuuksista voi jo tehdä tilastoja. Yllättäen matalien ja korkeiden taajuuksien välillä havaittu ero noudattaa tiettyä säännönmukaisuutta: se on luvun 187,5 monikerta.

Miksi luku on juuri 187,5 on täydellinen arvoitus, mutta jos havainto pitää paikkansa, radiopurkausten lähteet sijaitsevat tasavälein kuudella eri etäisyydellä. Tällainen säännönmukaisuus herätti heti epäilyksen siitä, että havaintoja oli tulkittu väärin. Virheen mahdollisuuteen viittasi sekin, että purkaukset sijoittuvat eri puolille taivasta.

Jos signaalit todella ovat peräisin hyvin kaukana, miljardien valovuosien päässä kukoistavilta sivilisaatioilta, miksi ne sijaitsisivat tasavälisillä etäisyyksillä? Radiopurkausten lähdettä alettiinkin etsiä paljon, hyvin paljon lähempää.

Parkesin radio-observatoriossa on ennenkin haksahdettu tulkitsemaan radiosignaaleja väärin. Tutkijoita askarruttivat vuosien ajan voimakkaat säteilypiikit, joiden tulosuuntaa ei onnistuttu määrittämään.

Viimein niiden lähde paljastui: observatorion taukotilan mikroaaltouuni. Nälkäiset tähtitieteilijät kiskaisivat mikron luukun auki heti kellon kilahtaessa, jolloin teleskoopin huippuherkät vastaanottimet ehtivät rekisteröidä uunista karkaavan lyhyen mikroaaltopulssin.

FRB-purkausten yhtenä ongelmana on se, että niitä pitäisi tapahtua taivaalla kaiken aikaa. Yksitoista tähän mennessä rekisteröityä pulssia on havaittu sattumalta radioteleskoopeilla, jotka ”näkevät” vain pienen alueen taivaasta kerrallaan. Laskennallisesti sattumahavainto olisi mahdollinen vain, jos purkauksia esiintyy noin tuhat joka päivä.

Etäisyyksien säännönmukaisuus voi olla silkkaa harhaa, samoin lähteiden kaukaisuus. Kyse voi olla omassa kotigalaksissamme Linnunradassa sijaitsevista kaksoistähtijärjestelmistä, joissa toisiaan kiertävät neutronitähdet törmäävät toisiinsa, tai neutronitähdestä, joka romahtaa mustaksi aukoksi. Kummassakin tapauksessa vapautuu hetkessä suuri määrä energiaa, joka näkyisi radioalueella lyhytkestoisena, voimakkaana pulssina.

 

Myös optisella alueella on ehditty tehdä virhehavaintoja tai ainakin vääriä tulkintoja. Joulukuussa 2008 Ragbir Bhathal havaitsi näkyvän valon aallonpituuksilla signaalin, joka muistutti voimakasta laserpulssia – juuri sellaista, joita optinen SETI metsästää.

Bhathalin projekti, OZ OSETI eli Australian Optical SETI, perustuu tähtien tarkkailuun pienillä, ainoastaan 30- ja 40-senttisillä kaukoputkilla. Vuodesta 2000 lähtien kaukoputket on tähdätty toistuvasti noin 3 000 tähteen ja 50 pallomaiseen tähtijoukkoon, joissa kussakin on satojatuhansia tähtiä.

Kun Bhathalin kaukoputket olivat suunnattuina kohti tähtijoukkoa 47 Tucanae, ilmaisimet vastaanottivat hyvin lyhyen, mutta voimakkaan signaalin. Sitä ei havaittu toistamiseen, vaikka samaa taivaankohtaa tarkkailtiin ahkerasti seuraavien kuukausien aikana.

Yksittäistä signaalia on vaikea selittää, kuten jo vuoden 1977 Wow!-tapaus osoitti. Tutkijan itsensä mukaan se on voinut aiheutua esimerkiksi ilmaisimeen osuneesta kosmisen säteilyn hiukkasesta. Tarina ei kuitenkaan pääty tähän, sillä löydöstä raportoineelta medialta karkasi mopo käsistä.

Vuonna 2005 oli löytynyt planeetta, joka kiertää parinkymmenen valovuoden etäisyydellä Maasta sijaitsevaa tähteä Gliese 581. Kaksi vuotta myöhemmin tähteä kiertämästä löytyi kaksi planeettaa lisää ja vielä neljäs löydettiin keväällä 2009. Tuorein löytö, Gliese 581e, on massaltaan ainoastaan kaksinkertainen Maahan verrattuna. Tuolloin se oli pienin tunnettu toista tähteä kiertävä planeetta, melkein kuin toinen Maa.

The Australian -lehti kertoi uudesta planeetasta ja samassa jutussa Bhathalin kuukausia aiemmin havaitsemasta signaalista. Uutisessa löytöjä ei yhdistetty, mutta monilla keskustelupalstoilla ja pian myös muissa lehdissä ne kytkettiin toisiinsa.

Ragbir Bhathalin kerrottiin ottaneen vastaan laserviestin Gliese 581 -tähden suunnasta. Oliko vastalöytynyt planeetta asuttu?

Faktojen ei pidä antaa pilata hyvää tarinaa, joten se ei tuntunut haittaavan, että pallomainen tähtijoukko 47 Tucanae sijaitsee Tukaanin tähdistössä ja planeettojen kiertämä Gliese 581 Vaa’an tähdistössä. Vaikka kumpikin tähdistö on taivaanpallon eteläisellä puoliskolla, ne sijaitsevat kymmenien asteiden päässä toisistaan.

Syksyllä 2010 samasta planeettajärjestelmästä ilmoitettiin löytyneen kaksi planeettaa lisää, vaikka niiden olemassaolo myöhemmin kyseenalaistettiin. Silti media innostui jälleen kaivamaan esiin Bhathalin ja hänen havaintonsa Gliese 581 -järjestelmän ”mystisestä valopulssista”. Joka ei siis tullut sieltä päinkään.