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Introduzione al SETI (Search for Extra-Terrestrial Intelligence)

Claudio Maccone

Chair of the SETI Permanent Committee of the

International Academy of Astronautics (IAA, Parigi),

e Associato IASF-INAF (Milano)

E-mail: clmaccon@libero.it

Home page: http://www.maccone.com/

57o Congresso SAIt

Bologna, 7-10 maggio 2013

Censimento pianeti extrasolari

• 884 pianeti confermati.

• >2000 candidati da Kepler.

• I pianeti piu` numerosi

sono quelli piu`piccoli,

come la Terra o le super-

Terre.

• Fonte: «Alien Worlds

Galore», Science, 3

maggio 2013, vol. 340,

pagine 565-581.

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Vita ? sugli esopianeti: SETI !

• SETI e` la ricerca di forme di vita intelligenti almeno quanto noi.

• SETI = Search for Extraterrestrial Intelligence.

• Le ricerche SETI ebbero inizio nel 1960 con il “Progetto Ozma” condotto da Frank Drake (e Eri, t Cet).

• NESSUN SEGNALE ET E` STATO TROVATO, ma la parte di Galassia esplorata e` piccolissima, minore di 100 pc. Troppo poco per dire “non ci sono ETs”.

• La piu` semplice forma di SETI consiste nel cercare una PORTANTE SINUSOIDALE su banda < 1 Hz.

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5 livelli di complessita` SETI

• Livello 1: Piggyback SETI a 1420 MHz (riga dell’idrogeno) a banda stretta con la FFT.

• Livello 2: SETI a banda larga con la KLT (componenti principali dell’autocorrelazione).

• Livello 3: Targeted Searches su stelle HabCat.

• Livello 4: Leakage Searches (su SKA << ~ 1 pc).

• Livello 5: Entanglement & Encrypted SETI (?).

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Frequenze esplorate dal SETI

Le due parabole italiane da 32 metri a Medicina (BO) e a Noto (SR)

Parabola VLBI da 32 m a Medicina Parabola VLBI da 32 m a Noto - 1.4 GHz

- 1.6 GHz

- 5 GHz

- 8 GHz

- 22 GHz

- 43 GHz

SETI-Italia Back Ends sulla parabola da 32 metri a Medicina.

Mspec0

131000 canali

Banda = 16 MHz

Serendip IV

24 milioni di canali

Banda = 15 MHz

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SETI a Medicina (Italia)

• L’Italia ha portato avanti l’unico programma continuativo SETI in Europa dal 1997 (Stelio Montebugnoli, Jader Monari, Salvo Pluchino, Francesco Schilliro`, Claudio Maccone e altri) facendo PIGGYBACK sulla parabola da 32 metri di Medicina (Bologna).

• Lo spettrometro Serendip IV (di Berkeley) ha 24 milioni di canali e 15 MHz di banda di ingresso centrati intorno alla riga dell’idrogeno a 1420 MHz, come da tradizione SETI.

• Nuovi algoritmi di Post-Processing sono stati sviluppati con successo: la Trasformata di Hough (di Jader Monari) per il riconoscimento del Doppler del drifting signal…

• La KLT (Karhunen-Loève Transform) per filtrare segnali debolissimi da rumore colorato su bande larghe (Maccone, Montebugnoli, Schilliro`, Pluchino, Monari… 1990-adesso). 9

SETI a Medicina (Italia)

Allen Telescope Array (ATA-42):

il SETI americano attuale

con 42 antenne da 6 metri ciascuna.

Allen

Telescope

Array :

Situato nella

California

settentrionale

Shasta County

Ottica dell’ATA: Offset Gregorian

Secondario 2.4m

Primario 6m

Log-periodic Feed

con Attuatore

Involucro

Copertura

“Radome”

Galassia di Andromeda

Luna

alla stessa scala

0.5 gradi

2.5 gradi

Campo di vista di Arecibo

O

Campo di vista di ATA = 2.5 gradi

• SETI

• Survey di 3 anni per mappare tutte le Galassie fino a 300 Mpc e le nubi extragalattiche in HI

• All-sky Surveys di fenomeni transitori e veloci

• Monitoraggio/Survey di pulsars

• Regioni di transizione dei campi magnetici (Zeeman)

• Regioni HII

• Survey su larga scala e su altre frequenze di molecole interstellari e pre-biotiche, come: H2CO, H2CS,C4H, CH3OH, OH, CH, CH2NH, CH3NH2, HCOOH, HC5N, HC7N, HC9N, …

Obiettivi scientifici attuali di ATA-42

Voyager 1 si trova alla distanza di 106 AU

ed ha un trasmettitore di qualche Watt

in banda X a 8.4 GHz. Eccovi la portante !!!

Frequency Tim

e 667 Hz

136 s

ec

Dimostrazione della sensitivita` ATA

Aumento della ZONA ESPLORATA

Un miliardo di stelle vicine +

Una Survey del piano galattico

su 10 miliardi di stelle

1000 stelle

SETI sul nuovissimo SARDINIA RADIO TELESCOPE (SRT)

man

Su SRT sara` possibile fare dell’ottimo SETI, specie il Targeted SETI, se operato congiuntamente all’ATA-42, e anche la ricerca di pianeti extrasolari e altre molecole interstellari pre-biotiche.

Contatti preliminari fra SRT e ATA-42 sono in corso al fine di far entrare anche SRT nel circuito mondiale del SETI e Astrobiologia.

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SETI su LOFAR (Olanda)

• LOFAR (= Low Frequency Array) e` attualmente in fase di completamento in Olanda, con antenne aggiuntive in Germania, Gran Bretagna, Francia, Italia (a Medicina), Svezia, Polonia, Ucraina, ecc.

• LOFAR e` una schiera (array) di 20000 dipoli (alti 2 m) interferometrici che opera fra 15 e 250 MHz.

• Il “cuore” di LOFAR e` il supercomputer Blue Gene/P.

• Si possono fare ricerche SETI su LOFAR, e un “all-sky survey” richiede appena un giorno di tempo!

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Che cos’e` l’Astrobiologia ?

L’Astrobiologia fa uso delle ricerche in fisica, chimica, astronomia, biologia, ecologia, scienze planetarie e geologia per indagare la possibilita` che esista la VITA su altri mondi, e comprendere come le biosfere aliene potrebbero essere o simili oppure diverse dalla biosfera terrestre.

Molecole Interstellari

Circa 150 molecole gia` scoperte negli spazi interstellari.

Molecole Interstellari

• Molte di queste sono “organiche.”

Questo illustra l’importanza del

carbonio nella chimica della vita.

Esistono molecole pre-biotiche

non ancora identificate ?

Amminoacidi?

Ricerche SETI nel mondo dal 1960 ad oggi

Nel passato: >100

Attualmente:

SETI Italia

Harvard OSETI

Sky Survey ?

SERENDIP dell’emisfero Sud

in Argentina

Lick Observatory

Leuschner

Observat.

SETI League

LIBRO TECNICO di 700 pagine

“Mathematical SETI”

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Conclusioni

1. Il SETI, cioe` Search for ExtraTerrestrial Intelligence, e` stato finora condotto solo sporadicamente a partire dal 1960 SU DISTANZE < 100 pc.

2. L’ASTROBIOLOGIA e` in pieno sviluppo.

3. In America ogni due anni si tiene il grande congresso ABSCICON (Astrobiology Science Conference).

4. In Europa, EANA (European Astrobiology Network Association) si tiene ogni anno (Stettino e` la prossima).

5. SKA (Square Kilometer Array) consentira` ricerche SETI e ASTROBIOLOGICHE molto piu` estese, ma solo dopo il 2020.

6. E` ora di istituire dei CORSI UNIVERSITARI sul SETI.

Grazie !