En un nuevo estudio publicado en The Astronomical Journal, los investigadores utilizaron la población conocida de exoplanetas y la extrapolaron a una población de exoplanetas desconocida, mucho más grande, para establecer mejores umbrales para los efectos planetarios en las señales de las ETI (inteligencias extraterrestres).
La recomendación anterior para el umbral de contribución de la “tasa de deriva”, causada por el movimiento de un planeta alrededor de su estrella anfitriona, era de 200 nHz. En este trabajo, la autora principal Megan Grace Li y su equipo descubrieron que 53 nHz era suficiente en el 99% de los casos de exoplanetas conocidos y que este valor cae a apenas 0,44 nHz para estrellas sin planetas conocidos.
Estas importantes reducciones basadas en datos en el umbral de tasa de deriva recomendado conducirán a ahorros considerables en tiempo de computación y, por lo tanto, aumentarán la eficiencia para futuras campañas SETI (Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre).
Megan Grace Li, Ph.D. Estudiante de UCLA en UCLA SETI, realizó esta investigación como pasante de Experiencia de Investigación para Estudiantes Universitarios de la Fundación Nacional de Ciencias en el proyecto Breakthrough Listen en el Centro de Investigación SETI de Berkeley. “Este trabajo proporciona una visión más profunda de cómo podrían verse las señales transmitidas extraterrestremente si provienen de exoplanetas, informando no sólo el espacio de parámetros de las búsquedas de tecnofirmas sino también posibles interpretaciones de las señales detectadas”, dijo Li.
Debido al efecto Doppler, una señal de radio enviada desde un exoplaneta distante a la Tierra puede aparecer en una frecuencia mayor o menor cuando la ve un observador en la Tierra. Ese cambio de frecuencia también cambiará con el tiempo debido al movimiento relativo entre el exoplaneta y la Tierra. Este efecto del cambio de frecuencia se denomina “tasa de deriva”. Se puede observar un efecto similar en la Tierra cuando pasa una ambulancia: el tono de la sirena suena más alto a medida que se acerca y luego cambia a sonar más bajo a medida que se aleja.
Al buscar posibles señales de radio de exoplanetas en una búsqueda SETI, es esencial considerar varios factores que influyen en esta tasa de deriva. Estos factores incluyen la órbita y rotación del exoplaneta y la órbita y rotación de la Tierra.
La primera parte del artículo de Li se centró en los exoplanetas del Archivo de Exoplanetas de la NASA (NEA). Li calculó las distribuciones de las tasas de deriva orbital para más de 5300 exoplanetas conocidos y, en el proceso, creó una herramienta con la que los investigadores pueden calcular rápidamente las tasas de deriva esperadas de cualquier sistema exoplanetario. Los investigadores encontraron que el 99% de la distribución total de la tasa de deriva estaba dentro de 53 nHz.
La Dra. Sofia Sheikh, becaria postdoctoral NSF MPS-ASCEND en el Instituto SETI, fue mentora y colaboró con Li y fue coautora de este trabajo.
En un artículo anterior, Sheikh descubrió que los sistemas exoplanetarios mostraban tasas de deriva de hasta 200 nHz en los casos más extremos y recomendó esto como umbral. El trabajo de Li se basa en esta base al considerar no sólo las tasas máximas de deriva de sistemas extremos sino también las tasas de deriva promedio o más probables de todos los sistemas conocidos.
“Estos resultados implican que, en muchos casos, la tasa de deriva será tan baja que podremos priorizar otros parámetros (como cubrir más frecuencias o analizar conjuntos de datos más rápido) sin preocuparnos de perder señales verdaderas”, dijo Sheikh.
La segunda mitad del artículo de Li simuló poblaciones “dessesgadas” de exoplanetas que podrían representar mejor las características exoplanetarias en cualquier muestra aleatoria de la galaxia en lugar de sólo los exoplanetas que son los más obvios.
Por ejemplo, los planetas conocidos tienden a tener órbitas “de canto” porque estos sistemas son más fáciles de detectar utilizando las dos técnicas más comunes de búsqueda de planetas, el método de tránsito y el método de velocidad radial.
Sin embargo, las órbitas de canto también tienen tasas de deriva mucho más altas que los planetas que están “inclinados” o en ángulo, aleatoriamente en comparación con la línea de visión del observador. Li simuló una población de exoplanetas sin sesgo, yendo más allá del caso común de órbita de borde en el NEA y corrigiendo otros sesgos de observación (como un sesgo en el NEA para exoplanetas que están particularmente cerca de sus estrellas).
El grupo descubrió que una tasa de deriva de tan solo 0,44 nHz para cualquier estrella aleatoria sería suficiente para capturar el 99% de las señales hipotéticas de cualquier exoplaneta en órbita.
Buscar el doble de tasas de deriva (por ejemplo, hasta 2 nHz en lugar de 1 nHz) requiere el doble de cálculos para tasas de deriva bajas. Esta nueva investigación, que reduce los límites recomendados en un factor de 4 (para estrellas con planetas conocidos) o más de 400 (para estrellas sin planetas conocidos), reducirá significativamente los cálculos innecesarios y permitirá a los futuros científicos de SETI ajustar los parámetros de velocidad de deriva. en sus búsquedas para coincidir mejor con los sistemas particulares que están observando.
Estos rangos nuevos y más estrechos de tasas máximas de deriva representan una ganancia de eficiencia significativa en la búsqueda de detectar posibles señales de radio de vida extraterrestre tecnológicamente capaz.
Con información de The Astronmical Journal
