Wow!-Signal
Das Wow!-Signal war ein starkes Schmalband-Radiosignal, das am 15. August 1977 vom Big Ear-Radioteleskop der Ohio State University in den Vereinigten Staaten entdeckt wurde und damals zur Unterstützung der Suche nach außerirdischer Intelligenz eingesetzt wurde. Das Signal schien aus der Richtung des Sternbilds Schütze zu kommen und trug die erwarteten Merkmale eines außerirdischen Ursprungs. ⓘ
Der Astronom Jerry R. Ehman entdeckte die Anomalie einige Tage später bei der Durchsicht der aufgezeichneten Daten. Er war von dem Ergebnis so beeindruckt, dass er auf dem Computerausdruck den Wert der Signalintensität "6EQUJ5" einkreiste und daneben den Kommentar "Wow!" schrieb, woraus sich der weit verbreitete Name des Ereignisses ergab. ⓘ
Die gesamte Signalsequenz dauerte das gesamte 72-Sekunden-Fenster an, in dem Big Ear sie beobachten konnte, wurde aber seither nicht mehr entdeckt, trotz mehrerer Versuche von Ehman und anderen. Es wurden viele Hypothesen über den Ursprung der Emission aufgestellt, darunter natürliche und vom Menschen verursachte Quellen, aber keine von ihnen erklärt das Signal angemessen. ⓘ
Obwohl das Wow!-Signal keine nachweisbare Modulation aufwies - eine Technik, die zur Übertragung von Informationen über Radiowellen verwendet wird - bleibt es bis Juli 2022 der stärkste Kandidat für eine außerirdische Radioübertragung, der jemals entdeckt wurde. ⓘ
Hintergrund
In einer Arbeit aus dem Jahr 1959 hatten die Physiker Philip Morrison und Giuseppe Cocconi von der Cornell University spekuliert, dass eine außerirdische Zivilisation, die versucht, über Radiosignale zu kommunizieren, dies über eine Frequenz von 1420 Megahertz (21-Zentimeter-Spektrallinie) tun könnte, die von Wasserstoff, dem häufigsten Element im Universum, ausgesendet wird und daher wahrscheinlich allen technologisch fortgeschrittenen Zivilisationen bekannt ist. ⓘ
Nach Abschluss einer umfassenden Untersuchung extragalaktischer Radioquellen beauftragte die Ohio State University 1973 das heute nicht mehr existierende Ohio State University Radio Observatory (Spitzname "Big Ear") mit der wissenschaftlichen Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI), dem am längsten laufenden Programm dieser Art in der Geschichte. Das Radioteleskop befand sich in der Nähe des Perkins-Observatoriums auf dem Campus der Ohio Wesleyan University in Delaware, Ohio. ⓘ
Im Jahr 1977 arbeitete Ehman als Freiwilliger am SETI-Projekt; seine Aufgabe bestand in der manuellen Analyse großer Datenmengen, die von einem IBM 1130-Computer verarbeitet und auf Line-Printer-Papier aufgezeichnet wurden. Bei der Durchsicht der am 15. August um 22:16 EDT (02:16 UTC) gesammelten Daten entdeckte er eine Reihe von Werten für Signalintensität und Frequenz, die ihn und seine Kollegen in Erstaunen versetzten. Das Ereignis wurde später vom Direktor des Observatoriums in technischen Details dokumentiert. ⓘ
Messung des Signals
Die Zeichenfolge 6EQUJ5, die fälschlicherweise für eine im Radiosignal verschlüsselte Botschaft gehalten wird, stellt in Wirklichkeit die zeitliche Veränderung der Signalintensität dar, ausgedrückt in dem für das Experiment verwendeten Messsystem. Das Signal selbst schien eine unmodulierte Dauerwelle zu sein, obwohl eine Modulation mit einer Periode von weniger als 10 Sekunden oder mehr als 72 Sekunden nicht nachweisbar gewesen wäre. ⓘ
Intensität
Die Signalintensität wurde als Signal-Rausch-Verhältnis gemessen, wobei das Rauschen (oder die Basislinie) über die letzten Minuten gemittelt wurde. Das Signal wurde 10 Sekunden lang abgetastet und dann vom Computer verarbeitet, was 2 Sekunden dauerte. Das Ergebnis für jeden Frequenzkanal wurde auf dem Ausdruck als ein einziges alphanumerisches Zeichen ausgegeben, das die 10-Sekunden-Durchschnittsintensität abzüglich der Grundlinie darstellt, ausgedrückt als dimensionsloses Vielfaches der Standardabweichung des Signals. ⓘ
In dieser speziellen Intensitätsskala bezeichnete ein Leerzeichen eine Intensität zwischen 0 und 1, d. h. zwischen der Grundlinie und einer Standardabweichung darüber. Die Zahlen 1 bis 9 bezeichneten die entsprechend nummerierten Intensitäten (von 1 bis 9); Intensitäten von 10 und darüber wurden durch einen Buchstaben gekennzeichnet: "A" entsprach Intensitäten zwischen 10 und 11, B" 11 bis 12 und so weiter. Der höchste gemessene Wert des Wow!-Signals war "U" (eine Intensität zwischen 30 und 31), also dreißig Standardabweichungen über dem Hintergrundrauschen. ⓘ
Frequenz
John Kraus, der Direktor des Observatoriums, gab in einer 1994 für Carl Sagan verfassten Zusammenfassung einen Wert von 1420,3556 MHz an. Ehman gab 1998 jedoch einen Wert von 1420,4556±0,005 MHz an. Dies ist (50±5 kHz) über dem Wert der Wasserstofflinie (ohne Rot- oder Blauverschiebung) von 1420,4058 MHz. Falls dies auf eine Blauverschiebung zurückzuführen ist, würde dies bedeuten, dass sich die Quelle mit etwa 10 km/s auf die Erde zubewegt. ⓘ
Eine Erklärung des Unterschieds zwischen Ehmans und Kraus' Wert ist in Ehmans Arbeit zu finden. Ein Oszillator, der zum ersten Lokaloszillator wurde, wurde für die Frequenz von 1450,4056 MHz bestellt. Der Einkaufsabteilung der Universität unterlief jedoch bei der Bestellung ein Tippfehler, und sie schrieb 1450,5056 MHz (d. h. 0,1 MHz höher als gewünscht). Die für das Experiment verwendete Software wurde dann so geschrieben, dass sie diesen Fehler ausgleicht. Als Ehman die Frequenz des Wow!-Signals berechnete, berücksichtigte er diesen Fehler. ⓘ
Bandbreite
Das Wow!-Signal hatte eine Bandbreite von weniger als 10 kHz. Es gilt als schmalbandige Emission in dem Sinne, dass seine Teilbandbreite relativ klein war (~1 %). Die Bandbreite von 10 kHz ist jedoch nicht klein im Vergleich zur Bandbreite einiger astrophysikalischer Masern (~1 kHz) oder zur Frequenzauflösung moderner schmalbandiger SETI-Suchen (~1 Hz). Das Big Ear-Teleskop war mit einem Empfänger ausgestattet, der fünfzig 10 kHz breite Kanäle messen konnte. Der Ausgang jedes Kanals wurde im Computerausdruck als eine Spalte mit alphanumerischen Intensitätswerten dargestellt. Das Wow!-Signal ist im Wesentlichen auf eine Spalte beschränkt. ⓘ
Die nachfolgende Erklärung befasst sich mit den vertikalen Spalten in Bild 1, speziell mit der Spalte mit der kodierten Folge der Signalstärken. ⓘ
Horizontal, von links nach rechts, sind in Bild 1 nebeneinander 20 Spalten. Diese repräsentieren 20 Kanäle, in denen gleichzeitig Signale eingingen. ⓘ
Zeitliche Variation
Zum Zeitpunkt der Beobachtung war das Big Ear-Radioteleskop nur in der Höhe einstellbar (oder in der Höhe über dem Horizont), und es war auf die Erdrotation angewiesen, um den Himmel abzutasten. Angesichts der Geschwindigkeit der Erdrotation und der räumlichen Breite des Beobachtungsfensters des Teleskops konnte das Big Ear jeden beliebigen Punkt nur 72 Sekunden lang beobachten. Ein kontinuierliches außerirdisches Signal würde also genau 72 Sekunden lang registriert werden, und die aufgezeichnete Intensität eines solchen Signals würde in den ersten 36 Sekunden - in der Mitte des Beobachtungsfensters - allmählich ansteigen und dann allmählich abnehmen, je weiter sich das Teleskop von ihm entfernt. Alle diese Merkmale sind im Wow!-Signal vorhanden. ⓘ
Himmelsort
Der genaue Ort am Himmel, an dem das Signal offenbar seinen Ursprung hatte, ist aufgrund der Konstruktion des Big-Ear-Teleskops ungewiss, da es zwei Speisehörner besitzt, die jeweils einen Strahl aus leicht unterschiedlichen Richtungen empfangen und dabei der Erdrotation folgen. Das Wow!-Signal wurde in einem Strahl entdeckt, aber nicht in dem anderen, und die Daten wurden so verarbeitet, dass es unmöglich ist, zu bestimmen, welches der beiden Hörner das Signal empfangen hat. Daher gibt es zwei mögliche Werte für die Rektaszension (RA) des Signals (im Folgenden in Bezug auf die beiden Hauptreferenzsysteme ausgedrückt):
ⓘB1950 Tagundnachtgleiche J2000 Tagundnachtgleiche RA (positives Horn) 19h22m24.64s ± 5s 19h25m31s ± 10s RA (negatives Horn) 19h25m17.01s ± 5s 19h28m22s ± 10s
Die Deklination wurde dagegen eindeutig wie folgt bestimmt:
ⓘB1950 Tagundnachtgleiche J2000 Tagundnachtgleiche Deklination -27°03′ ± 20′ -26°57′ ± 20′
Die galaktischen Koordinaten für das positive Horn sind l=11,7°, b=-18,9°, und für das negative Horn l=11,9°, b=-19,5°, beide liegen also etwa 19° südöstlich der galaktischen Ebene und etwa 24° oder 25° östlich des galaktischen Zentrums. Die betreffende Himmelsregion liegt nordwestlich des Kugelsternhaufens M55 im Sternbild Schütze, etwa 2,5 Grad südlich der Sterngruppe Chi Sagittarii fünfter Größenordnung und etwa 3,5 Grad südlich der Ekliptikebene. Der nächstgelegene leicht sichtbare Stern ist Tau Sagittarii. ⓘ
Ursprünglich waren keine nahen sonnenähnlichen Sterne bekannt, die innerhalb der Antennenkoordinaten liegen, obwohl das Antennenmuster in jeder Richtung etwa sechs entfernte sonnenähnliche Sterne umfassen würde, wie 2016 geschätzt wurde. Im Jahr 2022 wurden in einer im International Journal of Astrobiology veröffentlichten Arbeit drei wahrscheinlich sonnenähnliche Sterne innerhalb der Antennenkoordinaten identifiziert. Der am besten charakterisierte Stern, 2MASS 19281982-2640123, ist 1.800 Lichtjahre entfernt. Die beiden anderen Kandidaten, 2MASS 19252173-2713537 und 2MASS 19282229-2702492, sind zwar unzureichend charakterisiert, aber dennoch wahrscheinlich sonnenähnliche Sterne. Auch 14 andere katalogisierte Sterne an den Antennenkoordinaten könnten sich noch als sonnenähnlich erweisen, wenn mehr Daten zur Verfügung stehen. ⓘ
Hypothesen über den Ursprung des Signals
Es gibt eine Reihe von Hypothesen über die Quelle und die Art des Wow!-Signals, aber keine davon hat sich durchgesetzt. Die interstellare Szintillation eines schwächeren, kontinuierlichen Signals - ähnlich dem atmosphärischen Funkeln - könnte eine Erklärung sein, aber das würde nicht ausschließen, dass das Signal künstlichen Ursprungs ist. Das wesentlich empfindlichere Very Large Array hat das Signal nicht entdeckt, und die Wahrscheinlichkeit, dass ein Signal unterhalb der Nachweisschwelle des Very Large Array aufgrund interstellarer Szintillation vom Großen Ohr entdeckt werden könnte, ist gering. Andere Hypothesen beinhalten eine rotierende, leuchtturmähnliche Quelle, ein in der Frequenz schwankendes Signal oder einen einmaligen Burst. ⓘ
Ehman sagte 1994: "Wir hätten es wieder sehen müssen, als wir 50 Mal danach suchten. Irgendetwas deutet darauf hin, dass es ein von der Erde stammendes Signal war, das einfach von einem Stück Weltraummüll reflektiert wurde." Später widerrief er seine Skepsis, nachdem weitere Untersuchungen gezeigt hatten, welche unrealistischen Anforderungen ein weltraumgestützter Reflektor haben müsste, um das beobachtete Signal zu erzeugen. Die Frequenz des Signals von 1420 MHz ist auch Teil eines geschützten Spektrums: ein für die astronomische Forschung reservierter Frequenzbereich, in dem terrestrische Übertragungen verboten sind, obwohl eine Studie aus dem Jahr 2010 mehrere Fälle von terrestrischen Quellen dokumentiert, die entweder von benachbarten Frequenzbändern aus stören oder illegal innerhalb des Spektrums senden. In einem Aufsatz aus dem Jahr 1997 wehrt sich Ehman dagegen, "weitreichende Schlussfolgerungen aus halbherzigen Daten zu ziehen", und räumt die Möglichkeit ein, dass die Quelle militärisch oder anderweitig ein Produkt von Menschen auf der Erde gewesen sein könnte. In einem Interview mit John Michael Godier im Jahr 2019 erklärte Ehman: "Ich bin überzeugt, dass das Wow!-Signal durchaus das Potenzial hat, das erste Signal einer außerirdischen Intelligenz zu sein." ⓘ
Der Präsident des METI, Douglas Vakoch, sagte gegenüber Die Welt, dass alle vermeintlichen SETI-Signalentdeckungen zur Bestätigung repliziert werden müssen, und das Fehlen einer solchen Replikation für das Wow!-Signal bedeutet, dass es wenig glaubwürdig ist. ⓘ
Diskreditierte Hypothesen
Im Rahmen der Fernsehdokumentation Die Aliens – Mythos und Wahrheit (ZDF, 2010) erklärte Harald Lesch, dass das Wow!-Signal alle Kennzeichen eines interstellaren Kommunikationsversuchs zeigte, es aber auch ein gigantischer Ausbruch eines Pulsars gewesen sein könnte. ⓘ
Antonio Paris, Astronomieprofessor am St. Petersburg College in Florida, vermutet dagegen, dass das Signal natürlichen Ursprungs war und von einem vorüberziehenden Kometen innerhalb des Sonnensystems gestammt haben könnte. Laut Paris könnte das Teleskop seinerzeit die Spur einer Wasserstoffwolke eines solchen Kometen registriert haben. Diese Wasserstoffwolken entstehen, wenn sich ein Komet der Sonne nähert. Mögliche Kandidaten für dieses Ereignis seien die erst 2006 bzw. 2008 entdeckten Kometen 266P/Christensen und 335P/Gibbs. Am 25. Januar 2017 bot sich mit der erneuten Passage von 266P/Christensen eine Überprüfung seiner Theorie an. Im Ergebnis dieser Beobachtung sowie vergleichender Untersuchungen an anderen 1420-MHz-Quellen kamen Paris und sein Team zu dem Schluss, dass die Wolke des Kometen die Quelle für das Wow!-Signal gewesen sei. Diese Hypothese wird von führenden Astronomen abgelehnt und gilt als widerlegt. ⓘ
Suche nach der Wiederkehr des Signals
Ehman und andere Astronomen unternahmen mehrere Versuche, das Signal wiederzufinden und zu identifizieren. Es wurde erwartet, dass das Signal im Abstand von drei Minuten in jedem der Speisehörner des Teleskops auftritt, was jedoch nicht der Fall war. In den Monaten nach der Entdeckung suchte Ehman erfolglos mit Big Ear nach Wiederholungen. ⓘ
In den Jahren 1987 und 1989 suchte Robert H. Gray mit dem META-Array am Oak Ridge Observatory nach dem Ereignis, entdeckte es aber nicht. Im Juli 1995 testete der Geschäftsführer der SETI League, H. Paul Shuch, mit einem 12-Meter-Radioteleskop des Nationalen Radioastronomie-Observatoriums in Green Bank, West Virginia, die Software zur Erkennung des Signals, die für das bevorstehende Projekt Argus verwendet werden soll, und erzielte ebenfalls ein Null-Ergebnis. ⓘ
In den Jahren 1995 und 1996 suchte Gray erneut mit dem Very Large Array, das wesentlich empfindlicher ist als Big Ear, nach dem Signal. Gray und Simon Ellingsen suchten dann 1999 mit dem 26-Meter-Radioteleskop des Mount Pleasant Radio Observatory der Universität von Tasmanien nach Wiederholungen des Ereignisses. Es wurden sechs 14-stündige Beobachtungen an Positionen in der Nähe durchgeführt, aber es wurde nichts Ähnliches wie das Wow!-Signal entdeckt. ⓘ
Antwort
Im Jahr 2012, am 35. Jahrestag des Wow!-Signals, sendete das Arecibo-Observatorium einen digitalen Datenstrom an Hipparcos 34511, 33277 und 43587. Die Übertragung bestand aus etwa 10 000 Twitter-Nachrichten, die der National Geographic Channel mit dem Hashtag "#ChasingUFOs" (eine Werbung für eine Fernsehserie des Senders) versehen hatte. Der Sponsor stellte auch eine Reihe von Videovignetten mit verbalen Botschaften verschiedener Prominenter zur Verfügung. ⓘ
Um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass etwaige außerirdische Empfänger das Signal als absichtliche Kommunikation einer anderen intelligenten Lebensform erkennen würden, fügten die Arecibo-Wissenschaftler jeder einzelnen Nachricht einen Wiederholungssequenz-Header hinzu und strahlten die Übertragung mit etwa der 20-fachen Leistung des stärksten kommerziellen Radiosenders aus. ⓘ
In der Populärkultur
- 1995 komponierte H. Paul Shuch den Filksong "Ballad of the 'Wow!' Signal", der auf die Melodie von "Ballad of Springhill" von Peggy Seeger gesungen wird.
- Im Jahr 2016 veröffentlichte Jean-Michel Jarre das Musikvideo "Oxygène 17", das dem Wow!-Signal gewidmet ist.
- In einem Super-Bowl-Werbespot von Avocados From Mexico aus dem Jahr 2017, der Verschwörungstheorien wie die Mondlandung, Area 51 und unterschwellige Werbung auf die Schippe nimmt, trägt der Sockel eines Steinmonolithen die Inschrift "6EQUJ5".
- "6EQUJ5" ist der Titel des ersten Stücks auf dem Album Stochastic von Carbon Based Lifeforms aus dem Jahr 2021. ⓘ
Das Signal
Veränderung über die Zeit
Bild 2 zeigt die Zeichen als Kurve, also den Verlauf der Empfangsstärke über der Zeit. Die eigentliche Stärke des Signals könnte konstant gewesen sein, durch die feste Montage der Antenne und durch die Drehung der Erde wurde die Empfangskeule am Signal vorbeigedreht. So musste sich eine Veränderung von sehr schwach über stark zu sehr schwach ergeben, ähnlich einer Glockenkurve. ⓘ
Modulation, Inhalt möglich?
Jerry Ehman diskutiert in seinem Aufsatz The Big Ear Wow! Signal ausführlich Details. In einem Kapitel des Dokuments diskutiert er die Frage, ob es möglich ist, dass das Signal Modulation, also Inhalt, enthielt. ⓘ
„Die Antwort von Dr. Ehman war: ‚Ja, das ist möglich.‘ Aber damals war der Empfänger nicht genügend leistungsfähig. Auch der damalige Computer war es nicht. Beim damaligen Stand der Technik hätte man bereits einen wesentlich schmalbandigeren Empfänger einsetzen können, nämlich mit einer Bandbreite von höchstens 0,5 kHz, und einen zweiten Computer für die Analyse. Falls das Signal eine Modulation enthielt, etwa eine ähnliche, wie wir sie in unserer Arecibo-Botschaft verwendeten, konnten wir den Inhalt wegen unseres zu einfachen, breitbandigen Empfängers nicht feststellen.“ ⓘ