À procura de Gaussianas

Partir as frequencias em work units e procurar por sinais de pico retira muito tempo ao programa SETI@home. Vamos supor que a análise foi sucessedida e que detectamos um sinal de banda muito estreita numa das frequencias. O sinal é quase certamante artificial. Mas como sabemos que vem do espaço distante? Como poderemos saber que não tem origem numa transmissão televisiva?

Os pesquisadores SETI têm várias maneiras para determinar se um sinal é aquilo que procuramos ou meramente uma interferencia radio Terrestre. Em Berkeley eles mantêm uma, ainda em expanção, base de dados de padrões de interferencias radio que foram identificados até agora. Qualquer sinal que pareça promissor é comparado com esta base de dados para ver se encaixa com um destes padrões de interferencia gravados.

Uma outra indicação que o sinal origina do espaço e não da Terra é a presença do deslocamento de Doppler. Um sinal Terrestre é sempre originado de uma distancia fixa do receptor de Arecibo, e sendo assim, não apresentará deslocamento. O sinal alienigena virá certamente de um planeta em movimento no espaço, tal como a nossa Terra. Estará certamente a aproximar-se ou a afastar-se aumentando ou diminuindo velocidade, e irá produzir um deslocamento de Doppler. Por outras palavras, qualquer sinal que não apresente deslocamento é suspeito, e o mais provável é que seja originário da Terra.

Um terceiro método para diferenciar ruido local de transmissões reais vindas do espaço é tentar identificar gaussianas nos dados. A ideia deste método é simples: o telescópio em Arecibo está fixo, ouvindo um fino feixe alvo directamente sobre ele. Os seus unicos movimentos são os da rotação e orbita da Terra. O feixe alvo está em constante movimento ao longo dos ceus, completando uma revolução a cada 24 horas.

Como o feixe é muito estreito, ele atravessa qualquer ponto no espaço em apenas 12 segundos. Se um sinal alienigena estivesse a chegar de um destes pontos no espaço ele iria parecer fraco no inicio, aumentado ao aproximar-se do centro do feixe e depois diminuindo até desaparecer. Tudo isto deverá ocorrer no espaço de 12 segundos exactos.

A curva em forma de sino que descreve a ascensão e queda da força do sinal em relação ao tempo é chamada de gaussiana. Se conseguirmos localizar uma gaussiana de 12 segundos numa transmissão de banda estreita na work unit, isto será uma boa indicação de que o sinal vem do espaço e não da Terra. Um sinal terrestre permaneceria fixo relativamente ao feixe do telescópio, e não iria produzir um padrão gaussiano.

Depois de o SETI@home pesquisar uma grande quantidade de dados com o algorimo FFT, ele começa a procurar gaussianas. O programa percorre os dados e verifica se alguma das fatias de frequencias conteem algum padrão gaussiano. Nós não esperamos que os padrões sejam perfeitos, o programa apenas procura por gaussianas que "encaixem" - padrões que se pareçam suficientemente com gaussianas que possam estar associadas a numero que descreve o quão proximo do formato ideal eles se encontram. Quanto mais baixo o numero, melhor, e qualquer gaussiana que encaixe com um numero inferior a 10 é suficientemente proxima para chamar a atenção aos investigadores SETI.

Nem todas as larguras de banda servem para a detecção de gaussianas, e o SETI@home não faz procuras de gaussianas para as duas finas bandas de frequencia - 0.075Hz e 0.15 Hz. Isto acontece porque o que a analise de dados ganha em resolução de frequencia perde em resolução do tempo. Isto significa que para analisar a largura de banda de 0.075 Hz necessitamos de blocos de dados com muito mais tempo. Quando analisamos larguras de banda mais largas, podemos utilizar blocos muito mais pequenos de tempo para a nossa análise.

É por isto que o SETI@home procura nas bandas mais estreitas, os graficos que se movem mostram formas parecidas com muros. elas são muito estreitas, devido á sua banda estreita, mas tambem muito longas, porque elas cobrem uma consideravel quantidade de tempo. De facto, na largura de banda de 0.075 Hz, só são necessários 8 blocos para cobrir os 107 segundos da work-unit. Quando o programa passa para pedaços de banda mais espessos, os gráficos parecem-se mais com blocos - mais curtos mas mais espessos.

Como larguras de banda mais estreitas só podem ser analisadas em blocos de maior tempo, não há necessidade de procurar gaussianas de 12 segundos nessas larguras de banda. As medições simplesmente não são suficientemente sensiveis.