3;20" 읽기
새로운 AI 시스템은 근처에 있는 5개의 별에서 중요한 무선 신호 식별

SETI가 8개의 잠재적인 외계인 신호를 찾았다.
새로운 AI 시스템은 근처에 있는 5개의 별에서 중요한 무선 신호를 식별한다.

우주로부터의 신호:
새로운 AI 시스템을 사용하여 천문학자들은 기술 서명이 될 수 있는 8개의 무선 신호(외계 지능의 신호)를 식별했다. 무선 신호는 우리로부터 30광년에서 90광년 떨어진 5개의 별에서 온다. 신호의 특성은 지상파 또는 알려진 천문 전파원과 일치하지 않는다. 그러나 이러한 소스에서 추가 신호를 캡처하는 것은 아직 불가능하다. 

▲ AI 시스템은 천문학자들이 외계 문명의 잠재적인 무선 신호를 찾는 데 도움을 주고 있다. © Breakthrough Listen/Danielle Futselaar.

천문학자들은 가능한 기술 서명, 즉 외계 문명의 무선 신호를 포착하기 위해 수십 년 동안 우주에 귀를 기울여 왔다. 그러나 지금까지 헛된 것이었다. 1977년 SETI 프로젝트는 지상 또는 천문 전파원으로 설명할 수 없는 강력한 방사선 펄스를 감지했다. 이 "와우Wow 신호"는 다시는 나타나지 않았으며 그 기원은 거의 알려지지 않았다. 2020년 Proxima Centauri에서 추정되는 BLC1 신호와 같은 다른 후보는 나중에 지상에서 기원한 것으로 밝혀졌다.

건초 더미에서 바늘 찾는 격

전파 망원경은 조밀한 노이즈 플로어를 형성하는 과다한 신호를 포착한다. "우리 망원경이 감지한 대부분의 신호는 GPS 위성, 휴대폰 등 자체 기술에서 나온 것이다. 따라서 외계 문명에서 기술 서명을 찾는 것은 건초 더미에서 바늘을 찾는 것과 같다.“

이 뒤섞인 전파에서 외계 기원의 잠재적 신호를 찾기 위해 SETI 및 Breakthrough Listen과 ​​같은 프로젝트의 천문학자들은 특수 알고리즘을 사용한다. 망원경에 의해 기록된 데이터에서 이들은 먼저 알려진 지상파 간섭원과 펄서와 같은 알려진 천문 전파원에서 나오는 무선 신호를 걸러낸다. 그럼에도 불구하고 잠재적인 기술적 사인을 배경 소음과 분리하기에는 종종 충분하지 않다.

검색 도우미로서의 두 부분으로 구성된 AI 시스템

새로운 AI 시스템이 이제 상황을 바로 잡았다. 토론토 대학의 제1저자 Peter Ma가 개발한 이 기술은 이전보다 더 철저하게 라디오 데이터를 검색할 수 있으며 심한 노이즈 플로어에서 약한 테크노 시그니처까지 찾아낼 수 있다. 이는 직렬로 연결된 두 개의 적응형 알고리즘으로 가능하다. 최초의 AI 시스템인 소위 오토인코더는 원시 데이터에 의도적으로 삽입된 신호를 사용하여 기술 서명의 일반적인 특성에 대해 학습된다.

일반적인 기능에는 매우 좁은 대역폭, 고도로 국부화된 원점 및 드리프트 비율(우리와 관련하여 움직이는 소스를 나타내는 신호의 변조)이 포함된다. 첫 번째 AI 시스템이 이를 학습한 후 이 지식을 소위 랜덤 포레스트 분류기(Random Forest Classifier)라고 하는 두 번째 알고리즘으로 전송한다. 그런 다음 후자는 실제 필터링을 인계하고 조사한 원시 데이터에서 잠재적인 외계 신호를 식별한다.

▲ 버지니아 서부(West Virginia)의 그린 뱅크스(Green Banks) 전파 망원경은 Breakthrough List 프로젝트의 천문학자들도 사용한다. © NRAO/AUI/NSF, CC-by 3.0

8개의 기술 신호 후보

현재 연구를 위해 Ma와 그의 팀은 이 기술을 미국 Green Banks 전파 망원경의 하늘 조사 데이터에 적용했다. "우리는 820개의 가까운 별에서 총 150테라바이트의 데이터를 검색했다"고 Ma는 보고했다. 이전에 이 무선 데이터는 고전적인 알고리즘으로 분석되었지만 아무 것도 찾지 못했다.

이번에는 달랐다. Ma가 개발한 AI 시스템은 테크노 서명의 전형적인 특성을 가진 8개의 무선 신호를 발견했다. 천문학자들은 "흥미로운 것으로 분류된 이 8개의 신호는 우리로부터 30~90광년 떨어져 있는 5개의 다른 별에서 온 것"이라고 보고했다. 하나의 별인 HIP 62207은 태양과 같은 별이고, 세 개의 별은 태양보다 약간 더 차갑고 더 붉으며, 하나는 희끄무레한 거성이다.

8개의 신호 모두 주파수 범위가 좁고 외계 기원의 전형적인 드리프트를 보인다고 팀은 보고했다. 각각 몇 분 동안만 지속되는 무선 펄스는 망원경이 별의 기원을 가리킬 때만 감지할 수 있었다. 

▲ 소위 워터폴 플롯이라고 하는 이러한 8개의 눈에 띄는 신호는 상자에 밝은 선으로 표시된다. © Ma et al/ SETI 연구소

지금까지 재현 불가능

그러나 8개의 모든 신호는 한 번만 발생했으므로 더 자세히 분석하거나 추적할 수 없다. 2022년 5월 그린 뱅크 전파 망원경으로 5개의 별을 표적으로 추적 관찰하는 동안에도 천문학자들은 더 비교할 만한 전파 신호를 찾을 수 없었다. "따라서 우리는 이 8개의 신호가 실제로 외계 지능에서 온 것인지 확실히 말할 수 없다"고 Ma와 그의 동료들은 강조했다.

그러나 천문학자들은 5개의 별을 주시하고 잠재적인 기술 서명을 정기적으로 듣는 것을 옹호한다. 그들은 미래에 다른 전파 망원경의 데이터에서 신호 검색을 위해 새로운 AI 시스템을 사용하기를 원한다. 다음 계획은 남아프리카의 MeerKAT 어레이에서 사용하는 것이다. "우리는 검색 범위를 약 백만 개의 별까지 확장하고 있다"며 "이것은 우리가 우주에 혼자 있는지에 대한 답을 찾는 데 도움이 될 것이다"고 말했다.
(Nature Astronomy, 2023; doi: 10.1038/s41550-022-01872-z)
출처: SETI Institute, University of Toronto, Breakthrough Initiatives

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]