9.2. Выбор частоты
Фундаментальный параметр – несущая частота возможного сигнала позывных. Со времен пионерской работы Коккони и Моррисона [Cocconi G., Morrison P. Searching for interstellar communications. Nature, 1959, 184, No. 4690, 844] и первого поиска – проекта OZMA – наиболее подходящим универсальным стандартом считалась 0 =1420.4 МГц – частота линии 21.1 см.
Как отмечено в проекте Cyclops, наилучшим с точки зрения минимальных суммарных шумов (Галактика + земная атмосфера + реликтовый фон с Tb = 2.7 K) является диапазон 1–10 ГГц, в который попадает и частота линии 21 см.
В дальнейшем, после обнаружения природных космических источников мазерного радиоизлучения OH, центр тяжести несколько сместился с линии 21 см в сторону более высоких частот, к частотам линий OH ( = 18 см). Оливер впервые указал, что в пределах упомянутого интервала 1–10 ГГц весьма перспективно для SETI "водяное окно", участок электромагнитного спектра от 1400 до 1720 МГц. Этот участок ограничен частотами линий OH с одной стороны и линией 21 см с другой. Атом H и радикал гидроксила OH – продукты диссоциации молекулы воды: H + OH = = H2O. По этой причине для любой цивилизации с жизнью на водной основе частотный диапазон "водяного окна" должен быть выделенным и иметь "магическое" значение. Обзор NASA HRMS (High-Resolution Microwave Survey) уделяет основное внимание именно частотам "водяного окна", а также диапазону вблизи 8500МГц.
Имеются и другие соображения по выбору оптимальной частоты для SETI. Перечислим основные частоты, предложенные в диапазоне 1–10 ГГц.
1) Линия 21 см перехода между подуровнями сверхтонкой структуры основного состояния (n = 1) атома водорода (0 = 1420.4 МГц).
2) Частота линии 21 см 0, умноженная на универсальные константы (, e, 2, ln2 и т.д.); наблюдения на частоте 0 не совсем удобны из-за мешающего влияния излучения межзвездного водорода.
3) Аналог линии 21 см для трития – изотопической разновидности водорода 3H. Тритий – короткоживущий изотоп с периодом полураспада 12.6 лет, имеет линию сверхтонкой структуры на частоте 1516.7 МГц. Известен как минимум один обзор ближайших звезд в линии трития.
4) Частоты линий молекулы гидроксила OH (1612, 1665, 1667 и 1720 МГц).
5) "Водяное окно", перекрывающее диапазон между 0 и частотами линий гидроксила.
6) Линии переходов тонкой структуры состояния n = 2 атома водорода: шесть линий вблизи частот 9852.0, 9875.7, 10029.6, 909.9, 1087.5, 1146.6 МГц.
7) Переход тонкой структуры изотопа гелия 3He 8666 МГц.
8) Линия формальдегида H2CO 4830 МГц ( = 6 см). Линия почти всегда наблюдается в поглощении, даже при отсутствии источников радиоконтинуума в данном направлении, то есть непосредственно в спектре фонового реликтового излучения с яркостной температурой Tb = 2.7 K (§5.5). Таким образом, частота линии H2CO – одна из наиболее "холодных" в данном диапазоне для многих участков неба.
За пределами диапазона 1–10 ГГц выделенная частота, – безусловно, переход 616–523 молекулы воды H2O на волне 1.35 см (22235 МГц).
В.С. Троицкий [56, с. 19]одним из первых обратил внимание на возможности, предоставляемые диапазоном миллиметровых волн. В этом диапазоне, благодаря более высокой направленности передающей и приемной антенн, можно при той же мощности передатчика осуществить связь на гораздо бóльших расстояниях. В качестве стандарта для SETI в миллиметровом диапазоне Н.С. Кардашев [Nature, 1979,] предложил частоту = 203.384 ГГц ( = 1.47 мм), на которой находится переход сверхтонкой структуры атома позитрония (Ps), короткоживущей структуры, которая может образовываться в ~70% случаев аннигиляций электрон-позитронных пар. Эта частота лежит также вблизи другого естественного стандарта – максимума спектра фонового реликтового излучения с Tb= 2.7 K. К настоящему времени выполнены уже два обзора ближайших звезд на частоте линии позитрония.