Un grupo de investigadores ha establecido un mejor límite para intentar detectar tecnofirmas en el espectro de radio. Ha sido posible a partir de utilizar la población de exoplanetas conocida y extrapolarla al conjunto más grande, y desconocido, para entender mejor en dónde concentrar esfuerzos.
Refinando el ritmo de deriva para buscar tecnofirmas de radio
Hasta la publicación de este trabajo, la recomendación para el impacto del ritmo de deriva era de 200 nHz. Este fenómeno se debe al movimiento de un planeta alrededor de su estrella. Ahora, los investigadores han determinado que en el 99% de los casos de exoplanetas conocidos, es suficiente con que ese valor sea de 53 nHz. En el caso de estrellas sin planetas conocidos a su alrededor, el valor es de apenas 0,44 nHz. Estas reducciones son considerables si tenemos en cuenta la cifra anterior. Lo interesante es que vienen dictadas por los datos.
¿Qué utilidad tienen? En esencia, reducir el límite de la tasa de deriva permitirá ahorrar tiempo de cálculo en computación. Además, también aumentará la eficiencia en futuras campañas de búsqueda de vida extraterrestre inteligente. Megan Grace Li, la autora principal del estudio, ha llevado a cabo esta investigación dentro del marco de Breakthrough Listen. El trabajo proporciona más pistas sobre qué aspecto podría tener una señal extraterrestre si viene de un exoplaneta. Esto permite delimitar mejor la franja en la que buscar tecnofirmas.
También podría ayudar a interpretar mejor las posibles señales que se detecten. Debido al efecto Doppler, una señal de radio de un exoplaneta lejano podría aparecer con una frecuencia más alta o baja al ser observada desde la Tierra. Ese cambio de frecuencia también se producirá a lo largo del tiempo, debido al movimiento relativo entre el exoplaneta y la Tierra. Este efecto de cambio de frecuencia se conoce como drift rate (tasa o ritmo de deriva, en castellano). Se puede observar un efecto similar en el caso de nuestro planeta.
El familiar fenómeno de las sirenas de ambulancias
En realidad, es parecido a lo que experimentamos cuando una ambulancia, con las sirenas encendidas, se acerca hacia nosotros y posteriormente se aleja. El sonido se vuelve más agudo al acercarse y después es más grave al alejarse. Al buscar posibles señales de radio procedentes de exoplanetas, es esencial tener en cuenta diferentes factores que pueden afectar a este fenómeno. Entre ellos se encuentran cosas como la órbita del exoplaneta y su rotación, así como la rotación de nuestro planeta y su órbita alrededor del Sol.
La primera parte del estudio se centra en exoplanetas del NASA Exoplanet Archive (NEA). Li y su equipo han calculado la distribución de la tasa de deriva orbital de 5300 exoplanetas, creando una herramienta que los investigadores pueden utilizar para calcular rápidamente el ritmo esperado de cualquier sistema exoplanetario. Los investigadores han descubierto que el 99% de la tasa de deriva de esa distribución estaba en 53 nHz. Sofia Sheikh, que ha colaborado en este trabajo con Li, también realizó un estudio con anterioridad.
En él, se descubrió que los sistemas exoplanetarios mostraban una tasa de deriva de hasta 200 nHz en los casos más extremos y recomendaba que se utilizase esta cifra como límite. El trabajo de Li parte de esa base y no solo tiene en cuenta la tasa máxima, de sistemas extremos, también la tasa media, o la más probable, en todos los sistemas conocidos. Estos resultados, explica Sheikh, indican que en la mayoría de casos la tasa de deriva será tan baja que se puede centrar la atención en otros aspectos, como cubrir más frecuencias o analizar los datos más rápidamente, sin miedo a perderse una señal auténtica.
Una simulación de exoplanetas que puede ayudar a detectar posibles tecnofirmas en el espectro de radio
La segunda parte del trabajo de Li se centraba en simulaciones de poblaciones de exoplanetas que puedan ser una mejor representación de una muestra al azar de exoplanetas de la galaxia, en lugar de los exoplanetas que son más obvios. Por ejemplo, los exoplanetas conocidos suelen tener órbitas de perfil, porque son los sistemas más fáciles de detectar con las técnicas más populares (el método de tránsito y el de velocidad radial). Sin embargo, las órbitas de perfil también tienen una tasa de deriva más alta que las de otros planetas.
En el caso de planetas que estén inclinados (es decir, en ángulo respecto a la línea de visión del observador) su tasa de deriva será menor. En la simulación, han trabajado con exoplanetas que no solo están de perfil. Corrigiendo también otros sesgos observacionales. Así, han descubierto que una tasa de deriva de tan solo 0,44 nHz, para cualquier estrella al azar, es suficiente para capturar el 99% de las señales hipotéticas de cualquier exoplaneta que pudiese estar en órbita. Buscar el doble tasas de deriva (por ejemplo, hasta 2 nHz en lugar de 1) requiere el doble de cálculos para tasas bajas.
Esta nueva investigación, que reduce el límite recomendado en un factor de 4 (para estrellas con planetas conocidos) y de 400 (para estrellas sin planetas conocidos) permitirá reducir de manera significativa los cálculos innecesarios. Ayudará a los investigadores, en el campo de la búsqueda de vida extraterrestre, a ajustar los parámetros de la tasa de deriva en sus búsquedas y ajustarlas a los sistemas que estén analizando. Todo esto supondrá una mayor eficiencia en la búsqueda de posibles tecnofirmas de radio que pudieran ser detectadas desde la Tierra.
Estudio
El estudio es M. Li, S. Sheikh, C. Gilbertson et al.; «Developing a Drift Rate Distribution for Technosignature Searches of Exoplanets». Publicado en la revista The Astronomical Journal el 17 de octubre de 2023. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
