Eine Technosignatur oder ein Technomarker ist jede messbare Eigenschaft oder Wirkung, die einen wissenschaftlichen Beweis für vergangene oder gegenwärtige Technologie liefert. Technosignaturen sind analog zu den Biosignaturen, die das Vorhandensein von Leben, ob intelligent oder nicht, signalisieren. Einige Autoren bevorzugen es, Funkübertragungen von dieser Definition auszuschließen, allerdings ist eine solch restriktive Definition nicht weit verbreitet. Die US-amerikanische Astronomin und vormalige Direktorin am Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI)-Forschungszentrum, Jill Tarter, hatte vorgeschlagen, die Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI) in „Suche nach Technosignaturen“ umzubenennen.
mini|Dyson-Sphäre
Verschiedene Arten von Technosignaturen wie z. B. Strahlungsleckagen von megaskaligen Astro-Engineering-Installationen wie Dyson-Sphären, das Licht einer extraterrestrischen Ecumenopolis oder „Shkadov“- bzw. Stellar-TriebwerkeStellartriebwerke ( benannt nach dem sowjetischen Ingenieur Leonid Shkadov) sind eine Klasse von hypothetischen Megastrukturen, die die Strahlung eines Sterns nutzen, um nutzbare Energie zu erzeugen. mit der Kraft, die Bahnen von Sternen um das galaktische Zentrum zu verändern, können mit Hyperteleskopen nachweisbar sein. Einige Beispiele für Technosignaturen werden in Paul Davies’ Buch The Eerie SilenceThe Eerie Silence. Houghton Mifflin Harcourt, 2010, ISBN 978-0-547-13324-9. von 2010 beschrieben, obwohl die Begriffe „Technosignatur“ und „Technomarker“ in dem Buch nicht vorkommen.
Astro-Engineering-Projekte Eine Dyson-Sphäre, konstruiert von Lebensformen, die in der Nähe eines sonnenähnlichen Sterns leben, würde eine Erhöhung der Menge an Infrarotstrahlung im emittierten Spektrum des Sternsystems verursachen. Daher wählte Freeman Dyson den Titel Search for Artificial Stellar Sources of Infrared RadiationSearch for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation, F. J. Dyson () für seinen Aufsatz von 1960 zu diesem Thema. SETI hatte diese Annahmen bei seiner Suche übernommen und sucht nach solchen „infrarotlastigen“ Spektren von sonnenähnlichen Sternen. Seit 2005 führt das Fermilab eine fortlaufende Durchmusterung nach solchen Spektren durch, wobei Daten des Infrared Astronomical Satellite analysiert werden.
Eine der vielen Infrarotquellen als Dyson-Sphäre zu identifizieren, würde verbesserte Techniken zur Unterscheidung zwischen einer Dyson-Sphäre und natürlichen Quellen erfordern. Das Fermilab entdeckte 17 „zweideutige“ Kandidaten, von denen vier als „amüsant, aber immer noch fragwürdig“ bezeichnet wurden. Andere Suchen ergaben ebenfalls mehrere Kandidaten, die unbestätigt blieben. Im Oktober 2012 erhielt der Astronom Geoff Marcy, einer der Pioniere bei der Suche nach extrasolaren Planeten, ein Forschungs-Stipendium, um Daten des Kepler-Weltraumteleskops zu durchsuchen, mit dem Ziel, mögliche Anzeichen von Dyson-Sphären zu entdecken.
„Shkadov“-[Stellar]-Triebwerke mit der hypothetischen Fähigkeit, die Umlaufbahnen von Sternen zu verändern, um verschiedenen Gefahren für das Leben wie kalten Molekülwolken oder Kometeneinschlägen auszuweichen, wären ebenfalls auf ähnliche Weise nachweisbar wie die transitierenden extrasolaren Planeten, die von Kepler gesucht wurden. Im Gegensatz zu Planeten würden die Triebwerke jedoch scheinbar abrupt über der Oberfläche eines Sterns stoppen, anstatt ihn vollständig zu überqueren, was ihren technologischen Ursprung offenbaren würde. Darüber hinaus könnten Beweise für den gezielten Abbau extrasolarer Asteroiden auch auf Extraterrestrische Intelligenz (ETI) hinweisen.
Planetarische Analyse Künstliche Wärme und Licht Verschiedene Astronomen, darunter Avi Loeb vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und Edwin L. Turner von der Princeton University, haben vorgeschlagen, dass künstliches Licht von außerirdischen Planeten, wie das von Städten, Industrien und Verkehrsnetzen, entdeckt werden könnte und die Anwesenheit einer fortgeschrittenen Zivilisation signalisiert. Solche Ansätze gehen allerdings von der Annahme aus, dass die von der Zivilisation erzeugte Strahlungsenergie relativ gebündelt wäre und daher leicht entdeckt werden könnte.
Licht und Wärme, die bei Planeten entdeckt werden, müssen von natürlichen Quellen unterschieden werden, um die Existenz von intelligentem Leben auf einem Planeten schlüssig zu beweisen. So zeigte das Black-Marbles-Experiment der NASA 2012,Night Lights 2012 – The Black Marble. (englisch) In: nasa.gov. Abgerufen am 29. Dezember 2020. (abgerufen am 29. Dezember 2020) dass bedeutende stabile Licht- und Wärmequellen auf der Erde, wie z. B. chronische Waldbrände im trockenen Western Australia, aus unbewohnten Gebieten stammen und natürlich vorkommen.
Atmosphärische Analyse mini|250px|Illustration einer fortgeschrittenen ET-Zivilisation mit industrieller Luftverschmutzung Die Analysen der Atmosphären von Planeten, wie sie bereits auf verschiedenen Körpern des Sonnensystems und in rudimentärer Weise auf einigen extrasolaren Heißen Jupitern durchgeführt wurden, könnten das Vorhandensein von Chemikalien aufdecken, die von technologischen Zivilisationen produziert wurden. Zum Beispiel sind atmosphärische Emissionen der Industrie auf der Erde, einschließlich Stickstoffdioxid und Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), vom Weltraum aus nachweisbar. Laut einer Studie könnte künstliche Luftverschmutzung durch Stickstoffdioxid mit Werten nahe der heutigen auf extrasolaren Planeten und auf der Erde bereits mit bestehender oder bald verfügbarer Teleskoptechnik nachweisbar sein.
mini|Titan im sichtbaren Licht
Künstliche Verschmutzung könnte also auch auf extrasolaren Planeten nachweisbar sein. Es besteht jedoch die Möglichkeit einer Fehldetektion; zum Beispiel weist die Atmosphäre des Titan nachweisbare Signaturen komplexer Chemikalien auf, die dem ähneln, was auf der Erde industrielle Schadstoffe sind, obwohl sie nicht das Nebenprodukt einer Zivilisation sind. Einige SETI-Wissenschaftler haben vorgeschlagen, nach künstlichen Atmosphären zu suchen, die durch planetares Engineering geschaffen wurden, um bewohnbare Umgebungen für die Kolonisierung durch eine extraterrestrische Intelligenz (ETI) zu erzeugen.
Extraterrestrische Artefakte und Raumfahrzeuge Raumfahrzeuge mini|Modell einer Antimaterie-Rakete Interstellare Raumfahrzeuge (Raumschiffe) könnten aus Hunderten bis Tausenden von Lichtjahren Entfernung durch verschiedene Formen von Strahlung nachweisbar sein, z. B. durch die von einer Antimaterie-Rakete emittierten Photonen oder durch Zyklotronstrahlung aus der Wechselwirkung eines Magnetsegels mit dem interstellaren Medium (ISM). Ein solches Signal wäre leicht von einem natürlichen Signal zu unterscheiden und könnte somit die Existenz außerirdischen Lebens eindeutig belegen, sollte es entdeckt werden. Darüber hinaus könnten auch kleinere Bracewell-Sonden innerhalb des Sonnensystems selbst mittels optischer oder radioaktiver Suche nachweisbar sein.
Satelliten Eine weniger fortschrittliche Technologie, die dem derzeitigen technologischen Stand der Menschheit näher kommt, ist der Clarke-Exobelt (CEB),Der sogenannte Clarke-Exobelt ist eine Region im Weltraum um Planeten, die 2018 vom Astronomen Hector Soca-Navarro zu Ehren von Arthur C. Clarke so benannt wurde, nachdem Clarke 1945 einen Artikel über die Nutzung von geostationären Umlaufbahnen für die Telekommunikation veröffentlicht hatte.Arthur C. Clarke: Wireless World, Extra-Terrestrial Relays, Can Rocket Stations Give World-wide Radio Coverage? (englisch, PDF) In: gr.ssr.upm.es Oktober 1945, S. 305–308, abgerufen am 28. Dezember 2020. den der Astrophysiker Hector Socas-Navarro vom Instituto de Astrofísica de Canarias vorgeschlagen hatte.The Clarke exobelt, a method to search for possible extraterrestrial civilizations (englisch) In: phys.org. Instituto de Astrofísica de Canarias, 8. Juni 2018, abgerufen am 28. Dezember 2020. Dieser hypothetische Exobelt () würde von allen künstlichen Satelliten gebildet werden, die geostationäre/geosynchrone Umlaufbahnen um einen Exoplaneten besetzen. Simulationen deuten darauf hin, dass ein sehr dichter Satellitengürtel (der nur eine mäßig fortgeschrittenere Zivilisation als die unsere voraussetzt) mit bestehender Technologie in den Lichtkurven von durchziehenden Exoplaneten nachweisbar wäre.
Von-Neumann-Sonden
mini|Das IKAROS-Lichtsegel aus dem Jahr 2010 Sofern keine dies verhindernden Zerstörungsmechanismen oder Tarntechnologien angewendet werden, könnten Von-Neumann-Sonde oder deren Kommunikationsnetzwerke möglicherweise innerhalb unseres Sonnensystems oder in nahegelegenen Stern-basierten Systemen entdeckbar sein, falls sie sich dort befinden.
Signale
Die einfachsten oder wahrscheinlichsten künstlichen Signale, die von entfernten Beobachtungspunkten von der Erde aus detektiert werden können, sind Radioimpulse, die während des Kalten Krieges von Frühwarn- und Weltraumüberwachungsradaren zur Erkennung antiballistischer Raketen (ABM) ausgesendet wurden. Im Gegensatz zu konventionellen Radio- und Fernsehsendungen, von denen man annimmt, dass sie bereits nach relativ kurzen Entfernungen nicht mehr detektierbar sind, könnten solche Signale von sehr weit entfernten Empfangsstationen erkannt werden, wobei jede einzelne davon kurze Episoden von starken Impulsen, die sich in Intervallen von einem Erdtag wiederholen, erkennen würde. Dies könnte verwendet werden, um sowohl die Erde als auch die Anwesenheit einer – Radartechnologie nutzenden – Zivilisation auf ihr zu erkennen.
Wissenschaftliche Projekte zur Suche nach Technosignaturen Einer der ersten Versuche, nach Dyson-Sphären zu suchen, wurde 1985 von Vyacheslav Slysh vom Institut für Weltraumforschung der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau unternommen, der Daten des Infrared Astronomical Satelliten (IRAS) verwendete.
Eine andere Suche nach Technosignaturen, etwa 2001, beinhaltete eine Analyse von Daten des Compton Gamma Ray Observatory nach Spuren von Antimaterie – die – abgesehen von einem „faszinierenden Spektrum, das wahrscheinlich nichts mit SETI zu tun hat“, leer ausging.
Im Jahr 2005 führte das Fermilab eine laufende Durchmusterung nach solchen Spektren durch, indem es die Daten von IRAS analysierte. Die Identifizierung einer der vielen Infrarotquellen als Dyson-Sphäre würde verbesserte Techniken zur Unterscheidung zwischen einer Dyson-Sphäre und natürlichen Quellen erfordern.Dyson sphere. (englisch) In: Scholarpedia. Abgerufen am 29. Dezember 2020. Fermilab entdeckte 17 potenzielle „mehrdeutige Kandidaten“, von denen vier als „amüsant, aber immer noch fragwürdig“ bezeichnet wurden. Andere Suchen ergaben ebenfalls mehrere Kandidaten, die jedoch unbestätigt blieben.
mini|Ein Planetentransit verursacht einen Helligkeitsabfall des beobachteten Sterns.
In einer Arbeit aus dem Jahr 2005 schlug Luc Arnold eine Möglichkeit vor, Planeten anhand ihrer charakteristischen Transit-Lichtkurvensignatur zu erkennen. Er zeigte, dass eine solche Technosignatur in der Reichweite von Weltraummissionen liege, die darauf abzielen, Exoplaneten mit der Transitmethode aufzuspüren, wie bei COROT- oder Kepler-Projekten zu jener Zeit. Das Prinzip des Nachweises bleibt für die zukünftigen Exoplanetenmissionen anwendbar.Live position of the CHEOPS satellite. (englisch) In: cheops.unibe.ch. Abgerufen am 29. Dezember 2020.PLATO PLAnetary Transits and Oscillations of stars Website von PLATO. (englisch) Abgerufen am 29. Dezember 2020.
Im Jahr 2012 begann ein Trio von Astronomen unter der Leitung von Jason Wright eine zweijährige Suche nach Dyson-Sphären, unterstützt durch Zuschüsse der John Templeton Foundation.