Implementation of Radio Technique in Interstellar Radiation Field for ...

2 downloads 0 Views 281KB Size Report
An alternative search strategy implementing the method of radio technique .... Eichler D. and Beskin G., (2004),а“Optical search for extraterrestrial intelligence”,.
INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED ENGINEERING RESEARCH, DINDIGUL  Volume 2, No 1, 2011  © Copyright 2010 All rights reserved Integrated Publishing Association  RESEARCH ARTICLE 

ISSN ­ 0976­4259 

Implementation of Radio Technique in Interstellar Radiation Field for  Locating Distant Stars 

Bhattacharya.A.B 1 , Tripathi.D.K 1, 2 , Sarkar.A 1 , Bhoumick.A 1  1 ­ Department of Physics, University of Kalyani, Kalyani 741235, West Bengal  2 ­ Department of Physics, Narula Institute of Technology, Kolkata 700109, West Bengal  [email protected] 

ABSTRACT  An  alternative  search  strategy  implementing  the  method  of  radio  technique  may  be  considered appropriate for locating distant stars in presence of the interstellar radiation field.  For the purpose we have taken  into account the available data of known stars/constellations  up  to  the  recent  years  to  find  the  required  time  of  reception  of  the  echo  radio  signals,  if  transmitted using the wavelengths corresponding to the “water holes” from the earth’s station.  It  further  investigates  the  probable  responding  number  of  stars  due  to  different  transmitted  power.  Keywords:  Stars, Interstellar radiation field, Atmospheres, Water holes  1 Introduction  It was proposed (Bhattacharya et al., 2009, Bhattacharya et al., 2010) that sky noise windows  may be taken as an appropriate alternative search strategy for interstellar communication. For  the purpose, the sky  noise windows where the hydrogen  line and the water line are the two  contributors  for  producing  the  so  called  “water  holes”  can  be  exploited  as  an  alternative  interstellar  communication.  More  specifically,  the  hydrogen  (H)  line  at  21  cm  and  the  hydroxyl radical (OH) line at 18 cm are combined for producing one water hole between 18  cm  and  21  cm  while  the  2  mm  line  of  start of  water  molecule  extending  up  to  14  mm  line  provides  a  second  water  hole(Kraus,  1986).  In  this  analysis  a  good  number  of  Star/Constellation  reported  up  to  the  recent  years  (Dixon  1973,  Drake  1979,  Elliott  et  al.,  2001,  Jenkins  and  Laurance,  2003,  Eichler  and  Beskin,  2004,  Greaves  et  al.,  2004,  Charbonneau  et  al.,  2005,  Deming  et  al.,  2005,  Luhman  et  al.,  2005,  Butler  et  al.,  2006,  Charbonneau  et  al., 2007, Elliott  2007, Bhattacharya  et  al.,  2010,) with  their  corresponding  distances have been taken  into account for calculating the time taken by the  radio signal to  reach the Star from the Earth as well as the total time taken by the signal to back to the Earth  again.  The  number  of  probable  responding  stars  at  different  distances  by  the  varying  transmitted  power  has  been  critically  examined  by  considering  the  two  “water  holes”  and  applying  the  standard  principle  of  radio  signal  transmission  (www.  space.com/scienceastronomy).  2. Background  Most of the SETI radio searches have centred on the water hole. In  fact, official  strategy of  NASA was to search not just the water hole, but the entire microwave window from 1GHz to  10GHz.  Some  early  attempts  were  there  looking  at  2,840MHz,  which  is  twice  the  neutral  hydrogen  line  and  some  others  were  at  ‘magic  frequencies’  such  as  4,462MHz  which  is  pi

63 

INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED ENGINEERING RESEARCH, DINDIGUL  Volume 2, No 1, 2011  © Copyright 2010 All rights reserved Integrated Publishing Association  RESEARCH ARTICLE 

ISSN ­ 0976­4259 

times of the neutral hydrogen.  However, the frequency range between these two emissions,  from  1.42  to  1.66  GHz,  is  a  quiet  region  of  the  spectrum  and  is  popularly  termed  as  "the  water hole" as indicated in Fig. 1. It is well known that the neutral hydrogen gas in interstellar  space emits radio signals at 1.42 GHz while the hydroxyl, or OH, emits at about 1.66 GHz.  From a consideration of this information of H and OH we find that together they make up the  compound of water HOH (i.e. H2O). The frequency range between these two emissions, from  1.42 to 1.64 GHz, is thus a quiet region of the spectrum known as the so called “water hole"  (Drake and Helou, 1977). 

Figure 1: Interfering noise showing the combination of lower­frequency galactic noise and  higher­frequency noise from our space. The "water hole" exists between the lines for  hydrogen (H) and the hydroxyl (OH) ion. The figure reveals that there is a very little noise  close to the "water hole." (Drake and Helou, 1977).  The  21cm  line  is  formed  by  an  exciting  quantum  peculiarity  in  the  nature  of  the  electrons  within  the  hydrogen  atom.  Table  1  provides  the  outline  of  the  interstellar  components  and  their corresponding states with their fractional volume, density and temperature.  3. Present Approach and Results  We  have  considered  quite  a  good  number  of  reported  Star/Constellation  (Kraus,  1986)  and  their corresponding distances for the present investigation as a first step. Using the values of  the distances of the stars given  in  light  year (Ly), we have calculated the time taken  by the  radio signal to reach the concerned Star and also the total time taken by the signal to back to  the Earth again. 

Table 1: Interstellar medium phases 64 

INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED ENGINEERING RESEARCH, DINDIGUL  Volume 2, No 1, 2011  © Copyright 2010 All rights reserved Integrated Publishing Association  RESEARCH ARTICLE 

Component 

Fractional  Volume  Molecular clouds 

Suggest Documents