012-08-15. 35 lat temu, dokładnie 15 sierpnia 1977 roku radioteleskop należący do Uniwersytetu Ohio odebrał dziwny sygnał nadbiegający od strony gwiazdozbioru Strzelca. Sygnał był tak nietypowy, że przeglądający zebrane dane astronom Jerry R. Ehman wyraził swe zdumienie pisząc czerwonym długopisem na marginesie wydruku „Wow!”. I w ten sposób niechcący nadał swej obserwacji nazwę – od tej pory w literaturze nazywana jest ona Sygnałem Wow!. Od tamtego czasu, ani ten radioteleskop, ani żaden inny nie zaobserwowały nigdy podobnego sygnału, a astronomom nie udało się znaleźć żadnego naturalnego wyjaśnienia tej emisji.

Obserwatorium

W 1963 roku Uniwersytet Stanu Ohio uruchomił w Delaware radioteleskop – urządzenie do odbioru sygnałów radiowych płynących z kosmosu. Urządzenie, nazwane „Wielkim Uchem” (The Big Ear) używane on było początkowo do obserwacji astronomicznych, a od roku 1971 prowadziło nasłuch w ramach programu SETI, czyli poszukiwania pozaziemskich cywilizacji. Obserwacje te prowadzone były aż do roku 1995, co czyni je najdłuższym dotąd nieprzerwanym programem obserwacyjnym SETI.

Radioteleskop złożony był z dwóch „zwierciadeł”, płaskiego i parabolicznego, które skupiały fale radiowe na dwóch mikrofalowych antenach odbiorczych. W 1977 roku anteny te były nieruchome i „przemiatały” niebo wraz z obrotem Ziemi (potem dodano możliwość ich przesuwania w celu śledzenia źródła). Odbiornik nastrojony był na częstotliwość 1420 MHz (odpowiadającą długości fali 21 cm). Częstotliwość ta wybrana była nieprzypadkowo: w roku 1959 astronomowie: Giuseppe Cocconi i Philip Morrison argumentowali, że właśnie na tej częstotliwości najbardziej prawdopodobne są próby komunikacji ze strony pozaziemskich cywilizacji. Odpowiada ona tzw. przejściu nadsubtelnemu w atomie wodoru, najbardziej rozpowszechnionego pierwiastka we wszechświecie, jest więc w pewien sposób wyróżniona przez naturę. Jednocześnie jest to częstotliwość dla której atmosfery planet podobnych do Ziemi są przezroczyste i na której można stosunkowo niewielkim nakładem energii wytworzyć sygnał silniejszy, niż wysyłany przez naturalne źródła fal radiowych w galaktyce. Ponadto pasmo radiowe wokół 1420 MHz jest, właśnie na życzenie astronomów, chronione międzynarodowymi traktatami, na częstotliwości tej nie powinny więc funkcjonować żadne ziemskie ani orbitalne nadajniki radiowe.

Odbiornik radioteleskopu monitorował siłę sygnału jednocześnie w 50 wąskich kanałach (każdy kanał miał szerokość 10 kHz) wokół tej częstotliwości. Miało to na celu dodatkową redukcję ewentualnych sygnałów z naturalnych źródeł, większość z nich emituje bowiem w szerokim paśmie częstotliwości. W odstępach co 12 sekund zapisywane było natężenie sygnału w każdym z kanałów. Odbiornik był wspólny dla obydwu anten,  a dokładniej: sygnały z obydwu anten były w odbiorniku odejmowane od siebie, co miało na celu usunięcie emisji pochodzącej od atmosfery ziemskiej.

Sygnał

Kilka dni po 15 sierpnia 1977 pracownik techniczny obserwatorium przyjechał do pokoju kontrolnego teleskopu, by odczytać dane i przygotować miejsce na kolejne. Tu uwaga dla młodszych czytelników: w roku 1977 koszty cyfrowego przechowywania danych były znacznie wyższe, niż koszty ich archiwizacji w formie papierowej. Dysk twardy komputera, który zbierał dane z teleskopu, miał pojemność 1 MB (tak, jeden megabajt). Co kilka dni zebrane na nim dane były drukowane, a następnie kasowane, by zrobić miejsce na kolejne. Wydruki wykonane tego dnia trafiły do astronoma Jerrego Ehmana. I to on zauważył na wydruku sekwencję znaków „6EQUJ5”, oznaczającą, że przez sześć kolejnych pomiarów (a więc 72 sekundy) w kanale drugim odbierany był sygnał znacznie przekraczający zwykły poziom szumu. W szczycie emisja przekraczała poziom szumu ponad 30-krotnie. Oryginalny wydruk, z zaznaczonym na czerwono sygnałem i entuzjastycznym dopiskiem „Wow!” przechowywany jest w archiwach Uniwersytetu Ohio. Dokładny czas odebrania sygnału to godzina 22:16 letniego czasu wschodniego, według czasu uniwersalnego była to godzina 2:16 dnia 16 sierpnia 1977.

Czas trwania i kształt odebranego sygnału odpowiada dokładnie oczekiwaniom dla punktowego kosmicznego źródła. Antena ma bowiem pole widzenia o pewnej skończonej szerokości. Obrót Ziemi powoduje, że źródło sygnału stopniowo wchodzi w to pole widzenia, przez co sygnał najpierw przez 36 sekund narasta. Najwyższą intensywność osiąga, gdy obserwowany obiekt jest w środku pola widzenia, potem sygnał z powrotem maleje, by po kolejnych 36 sekundach zaniknąć. Sygnał zarejestrowany został tylko w jednym kanale, co oznacza, że był nadawany w wąskim paśmie, o szerokości mniejszej niż 10 kHz. Źródło znajdowało się w gwiazdozbiorze Strzelca, w okolicy grupy gwiazd znanej jako χ (chi) Sagitarii. Ponieważ sygnał zarejestrowany został tylko przez jedną antenę, położenie źródła nie może być jednoznacznie określone. Cokolwiek było źródłem transmisji, nadawało zbyt krótko, by zostać zarejestrowanym przez obie anteny. Doskonała zgodność zmierzonych zmian natężenia sygnału z teoretyczną rozdzielczością anteny wskazuje, że przez cały czas obserwacji jasność radiowa źródła pozostawała z dobrą dokładnością stała. Nie jest możliwe ustalenie, czy intensywność sygnału zmieniała się w krótkiej skali czasowej (poniżej 10 sekund), system zbierania danych nie był dostosowany do rejestracji szybkich zmian.

Co właściwie odebraliśmy?

Odpowiedź na to pytanie jest bardzo trudna, ponieważ nie możemy zrobić tego, co normalnie nauka w takich sytuacjach robi: powtórzyć eksperymentu. Ani „Wielkie Ucho” w czasie kolejnych 18 lat obserwacji, ani żaden inny z kilku radioteleskopów kierowanych w późniejszych latach w tę samą stronę, nigdy nie odebrały podobnego sygnału. Ani z gwiazdozbioru Strzelca, ani z żadnego innego kierunku. Analiza jest w stanie praktycznie wykluczyć ziemskie pochodzenie transmisji. Położenie źródła było bowiem z dobrą dokładnością stałe na sferze niebieskiej – źródła położone na Ziemi musiałyby obracać się wraz z nią, zaś samoloty i sztuczne satelity przesuwałyby się szybciej w polu widzenia teleskopu (pomijając fakt, że żaden nich nie powinien nadawać w chronionym paśmie 1420 MHz). Żadne znane planety ani asteroidy nie znajdowały się w chwili obserwacji w polu widzenia, co oznacza, że sygnał pochodził prawdopodobnie spoza układu słonecznego. Wąskie pasmo emisji eliminuje większość naturalnych kosmicznych radioźródeł. Nie można oczywiście całkowicie wykluczyć błędu aparatury, jednak mało prawdopodobne jest, by błąd taki nie powtórzył się nigdy przez prawie 20 lat obserwacji i by tak dokładnie odtworzył oczekiwany sygnał od punktowego źródła.

Pozostaje jeszcze hipoteza, że rzeczywiście odebraliśmy sygnał wysłany przez pozaziemską cywilizację. Naukowcy ostrożnie mówią, że nie można jej wykluczyć. Tylko kolejne obserwacje podobnych zjawisk miałyby szansę wyjaśnić zagadkę sygnału Wow!. Niestety, we wczesnych latach ‘90 ubiegłego wieku Kongres USA zakazał finansowania badań SETI ze środków publicznych, od tego czasu są one finansowane tylko przez prywatnych sponsorów.

W rocznicę odkrycia, 15 sierpnia 2012, kanał TV National Geographic planuje wysłanie sygnału w kierunku konstelacji Strzelca, w stronę z której nadeszła do nas dziwna transmisja.

Więcej informacji o tajemniczym sygnale Wow! i o radioteleskopie Wielkie Ucho znaleźć można na poświęconej mu stronie http://www.bigear.org.

Jerzy Michał Pawlak