Seit mehr als sechs Jahrzehnten lauschen Radioteleskope nach künstlichen Funksignalen aus dem All, und fast immer geschieht das in einem schmalen Ausschnitt des Spektrums zwischen 1,42 und 1,66 Gigahertz. Eine erste Durchmusterung archivierter Beobachtungen des Observatoriums ALMA zeigt nun, dass Aliensignale in einem ganz anderen Frequenzbereich bislang praktisch niemand gesucht hat. Nebenbei fiel dabei auf, dass frühere Suchprogramme sehr viel mehr Sterne erfasst haben, als in den Bilanzen bisher stand. Beide Befunde verschieben, was über den tatsächlichen Stand der Suche bekannt ist.
Die systematische Suche nach technischen Signalen fremder Zivilisationen läuft unter dem Kürzel SETI und stützt sich vor allem auf Radioastronomie. Der Grund dafür ist physikalisch: Radiowellen durchdringen interstellaren Staub nahezu ungehindert, lassen sich mit vergleichsweise geringem Energieaufwand über große Distanzen abstrahlen und sind mit vorhandener Technik gut messbar. Gesucht wird dabei nicht nach beliebigem Rauschen, sondern nach extrem schmalbandigen Signalen, die auf einen winzigen Frequenzbereich konzentriert sind. Natürliche Quellen wie Sterne, Gaswolken oder Pulsare strahlen dagegen über breite Bereiche des Spektrums. Ein Signal, das auf wenige Hertz zusammengedrängt ist, gilt deshalb als mögliche Technosignatur, also als Hinweis auf einen künstlichen Sender. Bislang hat keine dieser Suchen einen bestätigten Treffer geliefert, und die bekanntesten Kandidaten blieben Einzelereignisse ohne Wiederholung.
Innerhalb des Radiospektrums haben sich die Programme über Jahrzehnte auf einen sehr kleinen Ausschnitt eingependelt. Zwischen etwa 1,42 und 1,66 Gigahertz liegt eine vergleichsweise ruhige Zone, die Fachleute als Wasserloch bezeichnen. Ihre Grenzen markieren die natürlichen Emissionslinien von atomarem Wasserstoff und von Hydroxyl, also jenen beiden Bausteinen, die zusammen Wasser ergeben. Die Überlegung dahinter ist kulturell wie physikalisch begründet: Eine technisch fortgeschrittene Zivilisation müsste diese beiden Linien kennen, sie müsste die geringe Störung in diesem Bereich bemerken, und sie könnte auf die Idee kommen, dass ein Treffpunkt hier für beide Seiten naheliegt. Diese Argumentation ist plausibel, aber sie bleibt eine Annahme über fremdes Denken. Wie weit solche Überlegungen tragen, zeigen auch Analysen darüber, aus welcher Entfernung die Menschheit selbst auffiele, die auf denselben Grundannahmen beruhen.
Die Konzentration auf diesen Bereich hat neben der inhaltlichen Begründung auch handfeste technische Ursachen. Empfänger für Frequenzen um ein bis zwei Gigahertz sind seit langem verfügbar, vergleichsweise günstig und erlauben große Sichtfelder, was für Durchmusterungen vieler Sterne entscheidend ist. Bei höheren Frequenzen werden Antennen aufwendiger, die Atmosphäre stört stärker, und geeignete Instrumente stehen nur an wenigen Standorten der Erde. Das Ergebnis ist eine erhebliche Schieflage: Der Millimeter- und Submillimeterbereich, also Frequenzen weit oberhalb des Wasserlochs, ist für die Suche nach Technosignaturen bislang nahezu unberührt geblieben. Louisa Mason, Doktorandin an der University of Manchester, formuliert das Problem als bewusste Lücke im Parameterraum. Wer nur an einer Stelle sucht, kann über das Fehlen von Signalen an allen anderen Stellen schlicht keine Aussage treffen. Genau diese Lücke sollte die neue Arbeit erstmals antasten.
Statt eigene Beobachtungszeit an einem der begehrtesten Teleskope der Welt zu beantragen, griff Mason auf bereits vorhandene Daten zurück. Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in Chile, kurz ALMA, sammelt seit Jahren Beobachtungen für ganz andere astronomische Fragestellungen, die anschließend in ein öffentlich zugängliches Archiv wandern. Aus diesem Bestand wählte sie vier Beobachtungen aus und durchsuchte innerhalb des Frequenzbands 3 zwei schmale Fenster gezielt nach Schmalbandsignalen. Kandidaten oberhalb der Nachweisschwelle fanden sich dabei nicht. Der wissenschaftliche Wert liegt trotzdem im Verfahren, denn es handelt sich um die erste SETI-Durchmusterung überhaupt, die mit diesem Instrument durchgeführt wurde. Sie zeigt, dass hochfrequente Radioteleskope grundsätzlich für die Suche taugen und dass dafür kein einziger neuer Beobachtungsantrag nötig ist. Die Methodik ist in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society als hochfrequente SETI-Suche mit ALMA beschrieben und lässt sich auf weitere Archivdaten übertragen.
Der zweite Befund betrifft eine oft übersehene Eigenheit der Radioastronomie. Richtet ein Teleskop seine Antenne auf ein bestimmtes Ziel, liegen im Sichtfeld unweigerlich zahlreiche weitere Sterne, die unbeabsichtigt mitbeobachtet werden. Dieser Beifang wurde bisher meist über Sternkataloge wie Gaia abgeschätzt, die jedoch nur erfassen, was hell und nah genug für eine sichere Identifikation ist. Mason legte stattdessen das Besançon-Galaxienmodell zugrunde, das die Sternpopulation der Milchstraße in einer gegebenen Blickrichtung statistisch beschreibt und dabei auch lichtschwache, weit entfernte oder schwer katalogisierbare Objekte berücksichtigt. Angewandt auf eine frühere Durchmusterung mit 1.327 Teleskopausrichtungen stieg die Zahl der abgedeckten Sterne von rund 288.000 auf mehr als 6,1 Millionen. Damit wurde ein deutlich größerer Anteil der Milchstraße bereits auf Technosignaturen abgeklopft als in den bisherigen Bilanzen vermerkt.
Dass in den ausgewerteten Fenstern nichts gefunden wurde, schließt nach Darstellung der Beteiligten nichts aus. Untersucht wurden vier Beobachtungen in zwei sehr schmalen Frequenzbereichen, was gemessen am Gesamtumfang des Spektrums einem winzigen Ausschnitt entspricht. Der eigentliche Ertrag liegt in der genaueren Buchführung darüber, was bereits durchsucht ist und wo sinnvolle Lücken bleiben. Für künftige Programme ergeben sich daraus zwei Ansatzpunkte: eine Ausweitung auf höhere Frequenzen und eine konsequentere Zweitverwertung vorhandener Archivdaten, die ohne zusätzliche Teleskopzeit auskommt. Beide Wege sind vergleichsweise günstig und lassen sich parallel zu laufenden Beobachtungsprogrammen verfolgen. Wie schwierig die Bewertung einzelner Kandidaten bleibt, zeigt der Blick auf frühere Meldungen, etwa auf acht auffällige Radiosignale unbekannten Ursprungs, die sich später nicht bestätigen ließen.
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Simulating the stellar bycatch: constraining the prevalence of extraterrestrial transmitters within radio SETI surveys; doi:10.1093/mnras/staf2112
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Conducting high-frequency radio SETI searches using ALMA; doi:10.1093/mnras/stae2714