Un nuevo estudio plantea una posible tecnofirma que permita descubrir la dependencia de una civilización de la fusión nuclear. Algo que resulta de lo más atractivo. Las civilizaciones extraterrestres necesitarán mucha energía a medida que avancen por la popular escala de Kardashov, y eso permite deducir qué deberíamos encontrar…
Una tecnofirma que detecte la dependencia de la fusión nuclear
Los combustibles fósiles son finitos, el viento y la energía solar están libres de carbono pero no son tan eficientes. La fisión nuclear tradicional depende de un suministro de material fisionable y genera residuos. Por lo que cualquier civilización extraterrestre avanzada podría centrar su atención en la fusión nuclear. Con ella podrá cumplir con su constante aumento de energía necesaria (a menos que hayan descubierto incluso mejores procesos de energía que todavía no conozcamos). La fusión de deuterio (D) es una de las formas más simples de fusión nuclear.
En este proceso, el deuterio se fusiona con tritio o más deuterio. Como la vida necesita agua, los océanos de un mundo avanzado podrían proporcionar mucho deuterio a partir de sus océanos. En la Tierra, el agua contiene una cantidad minúscula de agua pesada, con el deuterio reemplazando uno o ambos átomos de hidrógeno, para existir como HOD, DOH o, en raras ocasiones, como D2O. Extraer el deuterio de un océano reduciría el ratio de deuterio a hidrógeno (D/H), incluyendo el vapor atmosférico. El helio producido en esas reacciones nucleares escaparía al espacio.
Por lo que, ¿podría un valor bajo de D/H, en la atmósfera de un exoplaneta, ser una tecnofirma de una civilización extraterrestre avanzada y muy longeva? Esa es la pregunta que se ha hecho David Catling, de la Universidad de Washington. Según explica, en una sesión de ideas sobre la búsqueda de vida extraterrestre inteligente, realizó un análisis preliminar que, posteriormente, desencadenó en una colaboración a tres bandas para publicar un estudio que aparecerá próximamente (en el momento de publicación de este artículo) en Astrophysical Journal.
Lo que puede contar el ratio D/H
El propio Catling explica que medir el ratio de deuterio a hidrógeno en el vapor de agua de exoplanetas es muy complejo, pero no es descabellado. Una gran ventaja de buscar un ratio D/H bajo en la atmósfera de un exoplaneta, es que podría persistir incluso si la vida avanzada de ese mundo desapareciese (o migrase a otro planeta). Por lo que aumentan las posibilidades de detectar esta tecnofirma. En la Tierra, la humanidad está aproximadamente en el valor 0,73 de la escala de Kardashov. El deuterio natural en el océano supone un átomo por cada 6240 átomos de hidrógeno.
O, si lo preferimos, 35 gramos de deuterio por cada tonelada de agua marina. Es decir, 4,85 x 10^13 toneladas de deuterio. Ese ratio D/H es casi idéntico en la atmósfera. El deuterio puede fusionarse consigo mismo y, en una cadena de reacciones nucleares, en última instancia produce 335 gigajulios de energía por gramo de deuterio. Usando la Tierra como modelo de exoplaneta con vida avanzada, Catling y sus compañeros han calculado una energía de fusión diez veces superior a lo que se proyecta para el ser humano en el próximo siglo.
Es decir, unos 100 teravatios en 2100 para una población de 10 400 millones de personas. Es decir, 1000 teravatios, que podrían ser poco para una civilización avanzada (o sus descendientes robóticos). En un océano con un ratio D/H similar al de la Tierra, eso lo reduciría al valor encontrado en el medio interestelar (que es de 16 partes por millón) en unos 170 millones de años. Por lo que, si el ratio D/H del agua de un exoplaneta estuviese por debajo del valor del medio interestelar, como mínimo sería algo extraño y anómalo en lo que centrar la atención.
Una tecnofirma que permita identificar el uso de fusión nuclear es intrigante
Si, por casualidad, su exoplaneta tuviese un océano mucho más pequeño que el de la Tierra, el ratio D/H llegaría a niveles anómalos en una escala de entre 1 y 10 millones de años. Es decir, en la escala del tiempo medio de vida de una especie mamífera desde que el impacto de Chicxulub acabase con los dinosaurios (que es de unos 3 millones de años). Otros planetas tienen valores de D/H más altos, como Venus o Marte. Pero los procesos como el efecto invernadero desbocado de Venus y el escape de la atmósfera del planeta rojo hacen que sean inhabitables.
Por lo que un ratio D/H más alto que el de la Tierra, seguramente, indicaría que estamos ante un planeta problemático para la habitabilidad. Estos cálculos han llevado al grupo a proponer buscar ratios D/H atípicamente bajos en el vapor de agua de exoplanetas, como una posible tecnofirma. La consideran «potencialmente detectable de manera remota». Con la ayuda del modelo SMART, han propuesto las longitudes de onda específicas para buscar las líneas de emisión de HDO y H2O. En 2019 se detectó vapor de agua, por primera vez, en la atmósfera de un exoplaneta potencialmente habitable.
Las misiones Habitable Worlds Observatory (HWO) y Large Interferometer for Exoplanets (LIFE) podrían medir ese ratio D/H. Por lo que podría ser un objetivo realista en solo unos años. No solo eso, Catling destaca que un científico del equipo de LIFE está estudiando la posibilidad de medir ese ratio tras leer su trabajo. Así que, como mínimo, parece que este telescopio tendrá la posibilidad de realizar estas mediciones en el vapor de agua en la atmósfera de algunos exoplanetas. ¿Servirá para realizar algún descubrimiento que pueda permitir descubrir civilizaciones extraterrestres?
Estudio
El estudio es D. Catling, J. Krissansen-Totton, T. Robinson.; «Potential technosignature from anomalously low deuterium/hydrogen (D/H) in planetary water depleted by nuclear fusion technology». Puede consultarse en arXiv, en este enlace.
Referencias: Phys
