2019年4月29日，澳大利亚的帕克斯“莫里扬”射电望远镜在搜寻宇宙其他地方是否存在智慧生命迹象时，接收到一个异常信号。当时，望远镜正在观测太阳系最近的恒星比邻星，比邻星拥有数颗可能宜居的系外行星。
这项搜寻是“突破聆听”（Breakthrough Listen）项目的一部分，该项目正在搜寻其他文明发出的技术信号。这些搜寻活动会收集海量数据。因此，首要任务是从背景噪声中筛选出有趣的信号。
理论上，一个技术信号必须具备两个重要特征。首先，它必须集中在一个具有高信息含量的窄频带上，就像地球上的无线电广播一样。没有任何已知的自然过程能够产生这样的信号。
其次，信号的频率必须以一种与地球相对于系外行星的运动相一致的方式漂移。这种漂移是相对加速度导致轻微多普勒频移的结果。
因此，加州大学伯克利分校的索菲亚·谢赫（Sofia Sheikh）及其同事创建了一个过滤器，可以自动将具有这些特征的信号从望远镜接收到的所有其他信号中分离出来。他们发现了超过400万个这样的信号。
关注信号
为了帮助排除误报，望远镜会定期从目标方向切换到其他方向进行观测。这使得谢赫及其同事能够排除在两个观测时段内持续存在的任何信号。这样就只剩下5160个疑似信号。
该团队进一步排除了已知无线电发射器频率范围内的信号，以及任何漂移与卫星运动相对应的信号。
最终只剩下一个无法解释的事件。该团队将其描述为一个窄带信号，其特征大致与技术信号一致，该信号出现在2.5小时的观测期间，但仅当望远镜指向比邻星时出现。
谢赫及其同事表示：“该事件不在任何已知本地射频干扰的频率范围内，并且具有许多与位于另一恒星系统的假定发射器一致的特征。”
他们将这个关注信号命名为“突破聆听候选信号1”（Breakthrough Listen Candidate 1，简称BLC1），并对其进行了非同寻常的调查。
将信号归因于外星文明是最后的假设。在此之前，必须探索并排除所有常规解释。因此，谢赫及其同事对复杂但常规的解释进行了非凡的调查。
他们首先在今年早些时候，即第一次观测后整整两年，重新观测了比邻星，以尽可能复制最初的观测条件。在这些观测中，他们没有发现与BLC1类似的信号证据。
然后，他们重新审视了附近移动的发射器（如汽车、火车、直升机、飞机、气球等）可能是信号源的可能性。或许这样的移动发射器可以重现BLC1所观测到的漂移。
这种解释的问题在于，BLC1持续了数小时。该团队找不到任何合理的轨迹能够长时间重现这种漂移。他们得出结论：“即使改变沿路线的速度，也很难构建一个能够持续存在的连续运动路径，就像测量到的信号那样。”
他们得出了类似的结论，即卫星不可能是信号源。近地轨道卫星移动过快，无法在如此长的时间内被观测到。而地球同步卫星则没有漂移。两者都不可能产生BLC1。
然后是太阳系遥远区域的深空探测器。但该团队能够排除它们，因为没有一个探测器与望远镜和比邻星在同一条线上，因此不可能是信号源。
接下来，该团队在最初被过滤算法拒绝的数据中，寻找与BLC1类似的漂移信号。这需要研究人员目视检查数据，寻找与BLC1相似的模式。
令人惊讶的是，他们发现了四例BLC1类信号，其信噪比如此之低，以至于未能达到算法的检测阈值。
然后，他们查找了从其他恒星收集的数据，总共约7000次观测，其中是否包含类似的信号。同样令人惊讶的是，他们发现了一个与BLC1类似的信号。
谢赫及其同事表示：“这五个在不同日期出现的982兆赫兹信号都比BLC1更微弱；其中三个明确出现在近乎零的信号源中，而另外两个则不确定。”
这五个信号指向了另一种解释——BLC1是一种复杂的无线电干扰形式，碰巧在团队观测比邻星时出现。如果这是真的，研究人员认为，在其他频率上也应该有类似的模式。
因此，他们再次回到原始数据，在其他频率上发现了36个看起来像BLC1的信号，但这些信号已经被搜索算法过滤为明显的无线电干扰。这些信号具有“与BLC1惊人相似的形态”。
最后，该团队寻找了BLC1信号的镜像——也就是说，具有负漂移率的信号。果然，他们找到了27个镜像信号。所有这些都出现在望远镜远离比邻星观测的数据中。
为了确定这些信号的可能来源，该团队查看了它们的共同特征，例如它们是否是父信号的谐波序列的一部分，或者是否具有更复杂的关系。
侦探工作
这时，信号的来源变得清晰了。它们似乎都是常用时钟振荡器频率的倍数。这意味着这些信号几乎肯定是普通数字电子设备相互作用产生的，很可能来自望远镜设施本身的射频环境。
换句话说，望远镜很可能接收到了它自己的射频干扰，尽管是复杂且罕见的例子。该团队尚未确定具体来源，但表示未来研究有望实现。
这项有趣的工作揭示了寻找地外技术信号将有多么困难。BLC1将以其独特的方式为未来的研究做出贡献。通过这项工作，谢赫及其同事创建了一个清单，天文学家在发现任何关注信号时都必须按照此清单进行操作，以排除这种复杂干扰的可能性。
这也引发了关于数据存储的重要问题。这项工作的一个重要特点是能够重新分析最初被视为噪声而被丢弃的数据。这是一个庞大的数据量，难以存储。未来应该存储多少数据、以何种格式存储以及存储多久，尚有争议。
但谢赫及其同事已经证明了其重要性：“在这里，我们了解到忽视接收器全部可用带宽可能会产生严重后果。”
如果人类要在未来的观测中获得信心，BLC1的法医分析很可能会成为基础。
参考文献：对突破聆听关注信号BLC1的技术信号验证框架分析：arxiv.org/abs/2111.06350
