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金东进（Dong-Jin Kim）|克里斯·菲利普斯（Chris Phillips）|科马克·雷诺兹（Cormac Reynolds）|丹尼·C·普莱斯（Danny C. Price）|迈克尔·A·加勒特（Michael A. Garrett）澳大利亚国家天文台（Australi
金东进（Dong-Jin Kim）|克里斯·菲利普斯（Chris Phillips）|科马克·雷诺兹（Cormac Reynolds）|丹尼·C·普莱斯（Danny C. Price）|迈克尔·A·加勒特（Michael A. Garrett）
澳大利亚国家天文台（Australia Telescope National Facility），CSIRO，空间与天文学部门，邮政信箱76号，埃平（Epping），新南威尔士州1710，澳大利亚
摘要
针对地外智慧生命（SETI）的无线电搜索日益受到射频干扰（RFI）的阻碍。甚长基线干涉测量（VLBI）不仅能够减轻RFI的影响，还能精确定位候选信号，相比传统的单碟或波束成形阵列巡天具有明显优势。我们提出了一个关于VLBI在SETI应用潜力的预备性研究。作为概念验证，我们使用长基线阵列（LBA）观测了旅行者2号（Voyager-2）信号，并创建了模拟20秒差距外具有不同轨道参数的系外行星信号的合成VLBI数据集。分析表明，在可见度域中，航天器传输信号和系外行星信号具有明显可区分的特征，尤其是在长基线情况下。这些发现突显了干涉测量技术在SETI中的诊断优势，并为专门的VLBI SETI项目奠定了基础，有助于推进当前的搜索工作。
引言
长期以来，射电望远镜一直是寻找地外智慧生命（SETI）的核心工具，因为射电频率被认为是技术先进文明的有效通信方式。然而，早期的SETI尝试由于频率覆盖范围有限以及缺乏关于宜居系外行星等可靠目标的信息而面临挑战。这需要耗时的盲目巡天，前提是存在持续、强烈且各向同性的SETI信号。
近几十年来，射电望远镜技术的进步以及对系外行星系统的深入研究使得有针对性的SETI调查成为可能。SETI搜索算法的发展、干扰抑制的后处理技术以及专门的观测计划进一步推动了射电SETI研究的进展[1]、[2]。展望未来，诸如SKA天文台和下一代甚大阵列（ngVLA）等新仪器预计将显著提升探测能力，大幅扩展寻找地外智慧生命的范围和深度。多波束系统和互连阵列已被用于区分真实的地外信号和本地射频干扰（RFI）[3]、[4]。尽管取得了这些进展，但人类产生的RFI源数量不断增加以及受影响频率范围的扩大仍然是识别可信SETI信号的主要挑战。
解决这一问题的一个有前景的方法是在SETI调查中使用甚长基线干涉测量（VLBI）。VLBI通过数百到数千公里距离的望远镜之间收集的信号进行互相关处理，有效抑制了本地RFI的影响。此外，对可见度数据的分析可以精确定位天空中的信号源并测量其自行[5]、[6]、[7]。在传统的VLBI中，观测仅限于单个信号源，这使得巡天模式操作非常耗时。然而，最近在宽场VLBI技术方面的进展使得同时观测多个目标成为可能，从而能够更高效地进行全面的SETI调查，并大幅缩短观测时间[6]。这促使我们加强在VLBI SETI方面的研究，特别是针对南半球的目标。在本文中，我们展示了一项预备性的VLBI SETI研究，包括对遥远航天器旅行者2号（VGR2）传输信号的实际观测以及对假设SETI信号的模拟VLBI观测。为此，我们使用了长基线阵列（LBA）[8]，旨在开发一个覆盖南半球的厘米波长的实用VLBI SETI项目。
章节摘录
材料与方法
2024年5月20日，我们对VGR2进行了三小时的LBA观测。为了检测边缘信号、进行带通校准和相位参考，还纳入了两个附近的连续波源1921?293和1950?613。VGR2与1950?613之间的角分离为3.06°。VGR2的观测时间为240秒，其间穿插着对相位校准源1950?613的100秒观测。中心频率为8.420 GHz，总带宽为128 MHz，由8个每个带宽16 MHz的中间频率（IFs）组成。
理论与计算
VLBI的一个基本测量量是复合可见度V，它包含了关于射电源的空间信息。可见度在方程1中表示：' role="presentation">其中I(l,m,v)表示源的亮度分布，u和v表示uv平面上的投影基线长度，l和m代表源坐标。来自航天器和系外行星的射电辐射的角度范围足够小，可以将其近似为点源。实际上，位置误差
VGR2的LBA观测
图3显示了VRG2信号的总功率谱。在所有站点都检测到了三个窄谱线特征，频率分别为8420.487 MHz、8420.509 MHz和8420.532 MHz。这些特征也出现在交叉功率谱中。所有三条线的线宽均小于1 kHz。谱线分辨率为390 Hz，对应于13.9 m/s的速度分辨率。在校正了由于地球轨道运动引起的多普勒效应后，没有残余的多普勒位移
结论
我们对航天器VGR2进行了VLBI观测，并为假设的SETI信号生成了合成VLBI数据，以展示LBA在技术特征搜索中的能力。我们的分析表明，基于可见度特征，可以清楚地区分来自航天器的信号和真正的类似SETI的信号。这表明VLBI比传统的单碟SETI方法具有更高的可靠性。基于这项预备性研究，我们将
CRediT作者贡献声明
克里斯·菲利普斯（Chris Phillips）：撰写——审稿与编辑，监督。金东进（Dong-Jin Kim）：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，验证，调查，正式分析。丹尼·普莱斯（Danny Price）：撰写——审稿与编辑。科马克·雷诺兹（Cormac Reynolds）：撰写——审稿与编辑，验证，监督。
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
长基线阵列（Long Baseline Array）是澳大利亚国家天文台（Australia Telescope National Facility）的一部分，该天文台由CSIRO管理，并由澳大利亚政府资助作为国家设施运营。这项工作得到了Pawsey超级计算研究中心的支持，资金来自澳大利亚政府和西澳大利亚政府。
