Científicos de la Universidad de California, Berkeley , han desarrollado una técnica novedosa para impulsar la búsqueda de vida extraterrestre. Este método distingue las posibles señales extraterrestres de la interferencia terrestre mediante el análisis de su viaje a través del espacio interestelar.
Los científicos han introducido una nueva metodología para detectar y validar posibles señales de radio de civilizaciones extraterrestres dentro de nuestra galaxia. Este avance en la Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre (SETI) marca un importante paso adelante que aumentará significativamente la confianza en cualquier detección futura de vida extraterrestre.
Las búsquedas SETI actuales dependen en gran medida de los radiotelescopios terrestres, que son susceptibles a las interferencias de radio terrestres y satelitales. Las señales falsas, que imitan firmas tecnológicas de civilizaciones extraterrestres, podrían provenir de una variedad de fuentes, incluidos los satélites Starlink, teléfonos celulares, microondas e incluso motores de automóviles. Este tipo de interferencia ha creado falsas esperanzas desde el inicio del primer programa SETI dedicado en 1960.
Abordar la interferencia en la búsqueda de vida extraterrestre
Para diferenciar las señales genuinas de las falsas, los investigadores normalmente cambian el enfoque del telescopio a una parte diferente del cielo, luego vuelven a visitar el punto inicial varias veces para determinar si la señal no fue única. No obstante, la señal aún podría ser una extraña emisión de la Tierra.
Este problema se aborda mediante una nueva técnica innovadora ideada por investigadores del proyecto Breakthrough Listen de la Universidad de California, Berkeley. El método examina las señales en busca de signos de haber atravesado el espacio interestelar, eliminando así la posibilidad de que la señal sea una mera interferencia de radio basada en la Tierra.
El Telescopio de Green Bank, ubicado en un valle silencioso de radio en West Virginia, es un importante puesto de escucha para Breakthrough Listen. Crédito: GBO / AUI / NSF
Nuevo enfoque impulsa la búsqueda de inteligencia extraterrestre
Breakthrough Listen, el proyecto de búsqueda SETI más completo, monitorea los cielos del norte y del sur en busca de firmas tecnológicas utilizando radiotelescopios. También se enfoca en miles de estrellas individuales en el plano de la Vía Láctea , que se considera la dirección más probable para que una civilización envíe una señal.
“Creo que es uno de los mayores avances en radio SETI en mucho tiempo”, dijo Andrew Siemion, investigador principal de Breakthrough Listen y director del Berkeley SETI Research Center (BSRC), que opera el programa SETI más antiguo del mundo. “Es la primera vez que tenemos una técnica que, si solo tenemos una señal, potencialmente podría permitirnos diferenciarla intrínsecamente de la interferencia de radiofrecuencia. Eso es bastante sorprendente, porque si consideras algo como Wow! señal, estos son a menudo únicos “.
El potencial de la nueva técnica
Siemion se refería a una famosa señal de banda estrecha de 72 segundos observada en 1977 por un radiotelescopio en Ohio. El astrónomo que descubrió la señal, que no parecía nada producido por procesos astrofísicos normales, escribió “¡Guau!” en tinta roja en la impresión de datos. La señal no ha sido observada desde entonces.
“La primera detección de una Señal Extraterrestre puede muy bien ser única, donde además solo vemos una señal”, dijo Siemion. “Y si una señal no se repite, no hay mucho que podamos decir al respecto. Y, obviamente, la explicación más probable es la interferencia de radiofrecuencia, al igual que la explicación más probable para el ¡Wow! señal. Tener esta nueva técnica y la instrumentación capaz de registrar datos con la suficiente fidelidad como para poder ver el efecto del medio interestelar, o ISM, es increíblemente poderoso”.
El Telescopio Parkes de 64 metros en Nueva Gales del Sur, Australia, permite a Breakthrough Listen monitorear el cielo del sur. El telescopio es operado por la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO). Crédito: CSIRO
Investigación detrás de la nueva técnica
La técnica se describe en un artículo publicado el 17 de julio en The Astrophysical Journal por el estudiante graduado de UC Berkeley, Bryan Brzycki; Siemión; la asesora de tesis de Brzycki, Imke de Pater, profesora emérita de astronomía de UC Berkeley; y colegas de la Universidad de Cornell y el Instituto SETI en Mountain View, California.
Siemion señaló que, en el futuro, Breakthrough Listen empleará la llamada técnica de centelleo, junto con la ubicación del cielo, durante sus observaciones SETI, incluso con el Telescopio Green Bank en Virginia Occidental, el radiotelescopio orientable más grande del mundo, y la matriz MeerKAT en Sudáfrica.
Distinguir una señal natural de una creada por civilizaciones extraterrestres
Durante más de 60 años, los investigadores de SETI han escaneado los cielos en busca de señales que se vean diferentes a las típicas emisiones de radio de estrellas y eventos catastróficos, como las supernovas. Una distinción clave es que las fuentes cósmicas naturales de ondas de radio producen una amplia gama de longitudes de onda, es decir, ondas de radio de banda ancha, mientras que las civilizaciones técnicas, como la nuestra, producen señales de radio de banda estrecha. Piense en la estática de la radio frente a una estación de FM sintonizada.
Debido al enorme fondo de ráfagas de radio de banda estrecha de la actividad humana en la Tierra, encontrar una señal del espacio exterior es como buscar una aguja en un pajar. Hasta el momento, no se han confirmado señales de radio de banda estrecha desde fuera de nuestro sistema solar, aunque Breakthrough Listen encontró un candidato interesante, denominado BLC1, en 2020. Un análisis posterior determinó que casi con certeza se debió a interferencias de radio, dijo Siemion.
Sin embargo, Siemion y sus colegas se dieron cuenta de que las señales reales de civilizaciones extraterrestres deberían exhibir características causadas por el paso a través del ISM que podrían ayudar a discriminar entre señales de radio basadas en la Tierra y en el espacio. Gracias a investigaciones anteriores que describen cómo el plasma frío en el medio interestelar, principalmente electrones libres, afecta las señales de fuentes de radio como púlsares, los astrónomos ahora tienen una buena idea de cómo el ISM afecta las señales de radio de banda estrecha. Dichas señales tienden a subir y bajar en amplitud con el tiempo, es decir, centellean. Esto se debe a que las señales son ligeramente refractadas, o dobladas, por el plasma frío que interviene, de modo que cuando las ondas de radio finalmente llegan a la Tierra por diferentes caminos, las ondas interfieren, tanto positiva como negativamente.
Nuestra atmósfera produce un centelleo similar, o centelleo, que afecta el pinchazo de luz óptica de una estrella. Los planetas, que no son fuentes puntuales de luz, no parpadean.
Brzycki desarrolló un algoritmo informático, disponible como secuencia de comandos de Python, que analiza el centelleo de las señales de banda estrecha y extrae aquellas que se atenúan y se iluminan durante períodos de menos de un minuto, lo que indica que han pasado por el ISM.
“Esto implica que podríamos usar una tubería ajustada adecuadamente para identificar sin ambigüedades la emisión artificial de fuentes distantes frente a la interferencia terrestre”, dijo de Pater. “Además, incluso si no usáramos esta técnica para encontrar una señal, esta técnica podría, en ciertos casos, confirmar una señal que se origina en una fuente distante, en lugar de localmente. Este trabajo representa el primer método nuevo de confirmación de señal más allá del filtro de reobservación espacial en la historia de la radio SETI”.
Probando la nueva técnica
Brzycki ahora está realizando observaciones de radio en el Telescopio Green Bank en Virginia Occidental para demostrar que la técnica puede eliminar rápidamente las señales de radio basadas en la Tierra y tal vez incluso detectar el centelleo en una señal de banda estrecha, un candidato de firma tecnológica.
“Tal vez podamos identificar este efecto dentro de las observaciones individuales y ver esa atenuación y brillo y decir que la señal está experimentando ese efecto”, dijo. “Es otra herramienta que tenemos disponible ahora”.
La técnica será útil solo para señales que se originen a más de 10.000 años luz de la Tierra, ya que una señal debe viajar a través de suficiente ISM para exhibir un centelleo detectable. Cualquier cosa que se origine cerca, la señal BLC-1, por ejemplo, parecía provenir de nuestra estrella más cercana, Próxima Centauri, no exhibiría este efecto.
Referencia: “Sobre la detección de centelleo interestelar en SETI de radio de banda estrecha” por Bryan Brzycki, Andrew PV Siemion, Imke de Pater, James M. Cordes, Vishal Gajjar, Brian Lacki y Sofia Sheikh, 17 de julio de 2023, The Astrophysical Journal . DOI: 10.3847/1538-4357/acdee0
Otros coautores del artículo son James Cordes de Cornell, Brian Lacki de BSRC y Vishal Gajjar y Sofia Sheikh tanto de BSRC como del Instituto SETI. Breakthrough Listen es administrado por Breakthrough Initiatives, un programa patrocinado por Breakthrough Prize Foundation.
