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La nueva búsqueda de esferas de Dyson (Parte 1/2)

publicado a la‎(s)‎ 24 mar 2021 5:00 por Javier

Las civilizaciones extraterrestres pueden haber construido enormes plantas solares alrededor de las estrellas que las albergan. La búsqueda de su brillo revelador está en marcha.

Esfera de Dyson

Ilustración artística de una esfera de Dyson. Crédito: Sam Falconer.

Llega un punto en que cualquier civilización extraterrestre avanzada que se precie tiene que desmantelar un planeta vecino en busca de recursos. No es un acto de vandalismo, sino más bien un medio para construir una enorme planta de energía solar que rodee completamente su estrella. ¿Qué más haría una sociedad extraterrestre ambiciosa para continuar su expansión? ¿De qué otra manera podría satisfacer su creciente demanda energética?

Este escenario, o algo parecido, es el principio fundacional de la búsqueda de megaestructuras extraterrestres, las que en este caso se verían como ascuas oscuras al observarlas a través de telescopios infrarrojos. La búsqueda comenzó en 1960, cuando el físico Freeman Dyson lo propuso como una manera de encontrar vida extraterrestre. Más de 60 años después, la búsqueda de esferas de Dyson, como se les conoce ahora, sigue siendo un deporte minoritario entre quienes participan en la búsqueda de inteligencia extraterrestre (“search for extraterrestrial intelligence”, SETI), una iniciativa que se ha centrado principalmente en escuchar señales de radio de otros mundos.

Pero los astrónomos todavía están buscando evidencia de ingeniería extraterrestre. En particular, han estado trabajando en poner la búsqueda de esferas de Dyson en un riguroso enfoque científico. Ahora, estudian cuidadosamente la cartografía cósmica más precisa producida hasta ahora para intentar encontrar estrellas que podrían estar rodeadas por enjambres de paneles solares y distinguirlas de distractores infrarrojos que ocurren de manera natural. Ya han acotado candidatos. Incluso han comenzado a pensar seriamente sobre el obstáculo final: cómo diferenciar entre un distractor infrarrojo y una megaestructura extraterrestre auténtica.

La propuesta original de Dyson era bastante amplia. En un paper de una página, simplemente sugirió que las civilizaciones extraterrestres avanzadas, si existieran, es probable que conviertan la luz de sus estrellas en energía a una escala épica, dejando pistas observacionales. Desde entonces, otros han desarrollado la idea. Jason Wright, astrofísico de la Universidad Estatal de Pensilvania​, por ejemplo, concluyó en un paper en 2014 que de “las civilizaciones longevas con grandes suministros de energía, se podría esperar que dependan casi completamente de la luz estelar para sus necesidades energéticas”.

En términos de ingeniería, los científicos teóricos dicen que no hay obstáculos serios para construir plantas de energía solar gigantes alrededor de las estrellas. “No hay algo realmente extraño sobre la física de una esfera de Dyson”, dice Anders Sandberg del Instituto del Futuro de la Humanidad en la Universidad de Oxford. Cualquier estructura como esta probablemente no sería una simple esfera monolítica. Lo más probable es que una esfera de Dyson consistiría de una colección de paneles solares orbitales que cubrirían solo parcialmente la estrella.

En cualquier caso, habría firmas observacionales claras para los astrónomos en la Tierra. Inevitablemente, las esferas de Dyson emitirían calor y energía que las haría extremadamente difíciles de esconder. De hecho, los buscadores de esferas de Dyson necesitan hacer solo una suposición clave: la estructura sería calentada por la luz estelar a una temperatura moderada, algo más alta que la temperatura de fondo del espacio. Toda la materia caliente brilla en el infrarrojo, y una megaestructura masiva produciría en gran cantidad esta radiación. La estructura, por lo tanto, efectivamente transformaría la luz estelar recibida en luz infrarroja, creando un exceso importante de radiación infrarroja en comparación con lo que se vería si la misma estrella no estuviera cubierta.

En 1960, Dyson pensó que estas megaestructuras sobresaldrían debido a que las fuentes fuertes de luz infrarroja parecerían raras en el espacio. Los primeros sondeos adecuados en esta longitud de onda comenzaron con IRAS (Infrared Astronomical Satellite), un telescopio espacial lanzado en 1983. El problema era que reveló una multitud de objetos que emitían en el infrarrojo. Algunas eran estrellas más grandes y brillantes que el Sol. Otros objetos eran estrellas rodeadas por nubes de gas y polvo, que son calentadas y emiten en el infrarrojo, al igual como lo harían las esferas de Dyson. Las implicaciones para la búsqueda de esferas de Dyson eran confusas. “La enorme e inesperada abundancia de fuentes infrarrojas hizo la búsqueda más difícil de lo que la gente pensó que sería”, dice Wright.

Firmas espectrales

Richard Carrigan, físico de partículas en el acelerador del Laboratorio Nacional Fermi (Estados Unidos), estuvo entre los primeros en intentar examinar el desorden, completando una búsqueda fundamental en 2009 estudiando minuciosamente los datos espectroscópicos de IRAS. Como un prisma, la espectroscopía divide la luz de una fuente en sus longitudes de onda constituyentes, contando una historia notablemente completa acerca de la naturaleza del objeto que emitió la luz. Identificó un puñado de estrellas con los tipos de firmas espectrales que se esperarían si estuvieran rodeadas por esferas de Dyson.

Una estrella parecía particularmente prometedora. Al final, sin embargo, fue imposible distinguirla de un tipo normal de estrella llamada gigante roja, que son viejas, brillantes y emiten una gran cantidad de luz infrarroja. Además, a menudo están rodeadas por polvo, lo que imita la atenuación óptica de una esfera de Dyson. Carrigan no vio señales de polvo en su firma candidata, pero eso solo indicaba que era una gigante roja con muy poco polvo. “Nada por lo que decir eureka”, dice.

Sin embargo, la experiencia fue instructiva. Demostró la dificultad de distinguir una esfera de Dyson de un fenómeno natural que tiene una firma espectral similar. Muchos de estos fenómenos resultan estar asociados con la edad estelar: las estrellas nuevas se forman dentro de una envoltura densa de gas y polvo, por ejemplo, mientras que las estrellas viejas pueden desprender una capa densa de polvo de carbono que se parece un poco a una megaestructura. Para los buscadores de esferas de Dyson, la lista completa de imitadores es larga. “Confirmar si algo se debe realmente a una inteligencia extraterrestre y no solo a alguna astrofísica muy poco común, es difícil”, dice Erik Zackrisson, astrónomo de la Universidad de Uppsala en Suecia, quien lidera la mayor búsqueda de esferas de Dyson.

Cielo nocturno

Imagen del cielo creada a partir de los datos recolectados por la misión Gaia. Crédito: ESA/Gaia/DPAC.

El desafío es eliminar estos imitadores, y ya tenemos algunas ideas de cómo podemos hacerlo. Aunque IRAS fue revolucionario para su tiempo, no podía decirnos cuán lejos estaban las fuentes infrarrojas que detectaba: solo medía brillo, no distancia. Una estrella que se veía brillante en infrarrojo podría ser solo una estrella cercana, en lugar de ser una esfera de Dyson inusualmente brillante. Por el contrario, una estrella tenue en luz visible podría ser una estrella lejana, en lugar de estar bloqueada su luz por una megaestructura. Carrigan notó que medir la distancia a una candidata ayudaría a determinar su identidad.

La distancia también puede ayudar a identificar estrellas que tienen menos probabilidad de tener polvo. La distancia a una estrella puede ser usada para deducir su brillo intrínseco real o luminosidad. Esto a su vez se correlaciona con su edad; las estrellas viejas como las gigantes rojas son brillantes, por ejemplo. La edad habla de la presencia de polvo, que es más común alrededor de las estrellas muy jóvenes o muy viejas. Con esta cadena de razonamiento, Zackrisson y sus colegas concluyeron que podemos identificar tipos de estrellas de media edad de la secuencia principal, que es menos probable que sean confundidas con imitadores polvorientos.

La reciente liberación de datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA) da a los buscadores de esferas de Dyson exactamente lo que necesitan para enfocar su búsqueda. La misión del telescopio espacial Gaia, lanzado en 2013, es medir las distancias y movimientos de más de 1.000 millones de estrellas en la Vía Láctea. En el proceso, ha identificado precisamente las estrellas de secuencia principal que buscan los investigadores de SETI: los candidatos menos polvorientos. Lo anterior explica por qué Zackrisson y su equipo están tan interesados en hacer uso de los datos de Gaia, que han sido liberados en tres tramos hasta ahora, el último publicado en diciembre de 2020.

Fuente: New Scientist

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