Astrónomos Analizan un Sistema Estelar Anómalo en Busca de Indicios de una Civilización Inteligente Avanzada

Evaluación de las especulaciones sobre los datos del telescopio espacial Kepler de que una megaestructura alienígena puede ser la causa de la extraña señal de ocultación espectral de KIC 8462852.

Por: William Brown, Biofísico de Resonance Science Foundation

Detección de exoplanetas; la misión Kepler

La Kepler Mission es un programa de la NASA para localizar e identificar planetas habitables en nuestra región local de la galaxia. Para ello, se analiza la luz de estrellas lejanas recogida por el telescopio espacial Kepler. Cuando un planeta pasa por delante de la estrella a la que orbita, lo que se conoce como tránsito, la luz de la estrella sufrirá una reducción de luminosidad muy diminuta, aunque detectable (los planetas grandes también son potencialmente identificables por el "bamboleo" gravitatorio que provocan en la estrella madre).

Este ligero descenso de la luminosidad de la estrella es una señal identificable de un tránsito planetario, que genera una curva de luz, que es esencialmente un gráfico que representa la reducción momentánea de la luz de la estrella a lo largo del tiempo. Del análisis de la curva de luz puede extraerse mucha información, como el tamaño físico del exoplaneta en tránsito, la periodicidad del tránsito y, por tanto, la ubicación del planeta alrededor de la estrella, una medida importante para determinar si el planeta está dentro de la llamada "zona habitable" y la densidad del planeta (si es un planeta sólido "rocoso" o algo de menor densidad).

También son detectables otras señales, como las causadas por erupciones estelares, manchas estelares, anillos planetarios polvorientos, exocometas o, como veremos, posibles estructuras artificiales. Estas son detectables en gran medida por la forma de la curva de luz producida. Mientras que un planeta uniformemente redondo producirá una suave y consistente caída "en forma de campana" en la curva de luz, otros eventos producirán firmas diferentes o irregulares.

Identificación de sistemas planetarios potencialmente habitables

Hasta la fecha, con el telescopio espacial Kepler, la NASA ha identificado 3.488 exoplanetas confirmados, con 4.496 candidatos potenciales [1]; y, lo que es más emocionante, al menos 52 planetas del tamaño de la Tierra potencialmente habitables [2]. Por supuesto, esto no debería sorprender, dado que incluso las estimaciones conservadoras basadas en los datos del estudio Kepler predicen al menos mil millones de planetas habitables similares a la Tierra sólo en nuestra galaxia, la Vía Láctea (predicts at least a billion earth-like, habitable planets). De hecho, los datos de programas de exploración como la misión Kepler, han demostrado que los sistemas planetarios son abundantes (incluso se ha detectado un planeta del tamaño de la Tierra alrededor de nuestro vecino más cercano, Alpha Centauri B).

Diagrama del sistemas planetario Kepler-186 en comparación con el nuestro.

¿Podría una señal enigmática ser un signo de una civilización extrasolar avanzada?

Dada la abundancia de planetas habitables en nuestra galaxia, ¿no deberíamos observar signos de vida al empezar a catalogar y observar estos numerosos sistemas planetarios (excluyendo el hecho de que la evidencia de tal actividad es abundante aquí mismo en la Tierra: Press Conference Former Air Force Officers)?. Por ejemplo, las mismas técnicas utilizadas para identificar planetas en tránsito frente a sus estrellas madre pueden utilizarse para identificar estructuras artificiales, por el patrón de ocultación espectral irregular que deberían producir. Imagina una civilización extraterrestre que esté en lo alto de la escala de Kardashev, Aunque es casi seguro que utilizarán la energía casi ilimitada del vacío para alimentar su avanzada civilización, con tal sofisticación tecnológica y utilización abundante de energía pueden emprender la construcción de estructuras de tamaño estelar.

Imagen: los pequeños cuadros son zonas en nuestra galaxia en las que el telescopio Kepler está a la casa de planetas tipo Tierra.

Bautizada como KIC 8462852, una estrella de la secuencia principal situada a unos 1.500 años luz de la Tierra en la constelación de Cygnus, la curva de luz de esta estrella presenta señales de tránsito casi inexplicables. En un artículo enviado a la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, (In a paper submitted to the journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, astronomers, astrónomos incluidos los científicos ciudadanos del programa de crowdsourcing Planet Hunters, the Planet Hunters crowdsourcing program, informan:  "Durante la duración de la misión Kepler, se observó que KIC 8462852 sufría caídas de flujo aperiódicas y de forma irregular, por debajo del nivel del 20 por ciento". Tales megaestructuras producirían una caída irregular en la intensidad de la luz de una estrella alrededor de la cual están situadas, produciendo una firma identificable de actividad inteligente. Sorprendentemente, los astrónomos están analizando una enigmática señal de una estrella en los datos de Kepler, una señal que parece desafiar la mayoría de las explicaciones basadas en la naturaleza.

Kepler ha recogido datos sobre esta estrella de forma constante durante cuatro años (conocida informalmente como la estrella de Tabby). Una vez identificada la curva de luz extremadamente inusual e inexplicable de KIC 8462852, los investigadores procedieron a realizar más observaciones, utilizando telescopios como el del monte Mauna Kea, en Hawai, que pueden identificar discos protoplanetarios a través de su señal de microondas (exceso de IR); estas investigaciones han demostrado que no hay pruebas de la existencia de un disco planetario o de material autoexpulsado (como ocurre en las estrellas Be) que pudiera estar produciendo la señal de KIC 8462852.

Un análisis detallado muestra que la curva de luz anómala no es un error instrumental. Kepler no está viendo cosas; la señal es real.

"Nunca habíamos visto nada parecido a esta estrella", dijo a The Atlantic Tabetha Boyajian, investigadora postdoctoral de la Universidad de Yale y autora principal; "Era realmente extraño. Pensamos que podían ser datos erróneos o movimientos de la nave, pero todo se comprobó".

"Parecía el tipo de cosa que podrías esperar que construyera una civilización alienígena".

Se utilizan algoritmos avanzados para identificar automáticamente muchos de los tránsitos planetarios a partir de los datos de Kepler, pero en la actualidad ningún software es tan sofisticado como la capacidad de reconocimiento de patrones de los seres humanos. Por ello, el Planet Hunters es un proyecto de "crowdsourcing" en el que los voluntarios identifican tránsitos en las estrellas de Kepler. "Se trata de una enorme cantidad de datos, de más de 150.000 estrellas en el campo de visión original de Kepler, y no se puede superar al ojo humano cuando se trata de identificar una verdadera caída en el brillo de la estrella". Los cazadores de planetas describieron KIC 8462852 como "extraña", "interesante" y un "tránsito gigante". De hecho, la señal es muy desconcertante, sobre todo cuando se intenta explicar en términos de fenómenos naturales.

Aunque muchos astrónomos advierten que una explicación más naturalista es probablemente la más probable, ciertamente no descartan la posibilidad de una megaestructura alienígena debido a la naturaleza anómala de la señal. En un momento dado, Michio Kaku habló en CBSN, donde esbozó el proceso de eliminación que llevó a muchos astrónomos serios a plantear la posibilidad de que la señal sea el resultado de una megaestructura alienígena.

Aunque este escenario puede sonar extraño para muchos, no es una posibilidad tan improbable como podría suponerse ingenuamente. La propia humanidad es una prueba observacional de que en el universo se desarrolla una vida inteligente capaz de crear civilizaciones tecnológicamente sofisticadas. Dada la conocida preponderancia de planetas habitables similares a la Tierra, ¿con qué razonamiento esperaríamos que no hubiera civilizaciones inteligentes dentro de la galaxia (y ciertamente en los cientos de miles de millones de otras galaxias del Universo)? Esto es bien conocido por muchos científicos, y ciertamente por los astrónomos, que es una de las razones por las que algunos no descartan la posibilidad de que la extraña señal de KIC 8462852 sea de origen inteligente: una megaestructura artificial.

Por ello, los investigadores han colocado el Allen Telescope Array (ATA), un sistema de antenas parabólicas a unos 483 kilómetros al noreste de San Francisco, para intentar detectar señales de radio-to attempt detection of radio signals- de origen no natural procedentes del inusual sistema estelar, otro medio para detectar vida extraterrestre inteligente -detecting intelligent extraterrestrial life-. No se han detectado señales inusuales en los rangos de frecuencias que se consideran más indicativos de un origen inteligente, de 1 a 10 GHz. Sin embargo, cualquier señal producida en estos rangos de frecuencias es sólo el resultado de una actividad específica, como la emisión intencionada de una señal directamente a la Tierra, por lo que no se pueden sacar conclusiones de la falta de una señal detectada en estos rangos.

"Así que la historia sugiere que vamos a encontrar una explicación para esto que no involucra a los Klingons, si se quiere", dijo el astrónomo principal del SETI, Seth Shostak, sobre el misterio de KIC 8462852.

"Pero hasta que no se encuentre una explicación de este tipo, la hipótesis de los alienígenas inteligentes seguirá estando sobre la mesa, incluso si el ATA y otros instrumentos similares no dan resultados. La falta de una señal detectable, después de todo, no establece que KIC 8462852 sea un sistema sin vida".

Exploración de explicaciones más prosaicas

Los científicos, como grupo inherentemente conservador y escéptico, están explorando cualquier explicación potencial que pueda descartar que la señal de KIC 8462852 sea el resultado de una actividad inteligente por parte de una civilización alienígena avanzada. Unos cuantos artículos científicos recientes han ofrecido nuevas teorías sobre lo que puede estar produciendo la inmersión. Una de las nuevas ideas es que un proceso interno de la estrella podría estar provocando un cambio en su campo magnético global, lo que llevaría a un cambio en el flujo [3]. Otro trabajo de investigación sugiere que, en lugar de que los cometas pasen por delante de la estrella, como se había planteado anteriormente, los flujos más bajos están causados por las nubes de polvo asociadas a los cuerpos madre masivos que orbitan alrededor de la estrella anfitriona [4].

Aparte de los miles de candidatos a exoplanetas "normales", el satélite Kepler ha descubierto unas cuantas estrellas que exhiben peculiares eventos similares a los eclipses. Lo más probable es que estén causados por cuerpos en desintegración que transitan por delante de la estrella. Sin embargo, la naturaleza de los cuerpos y los eventos de oscurecimiento, como los observados en KIC8462852, siguen siendo un misterio. Se ha propuesto un enjambre de cometas o megaestructuras alienígenas artificiales como explicación de este último objeto.

Exploramos la posibilidad de que tales eclipses sean causados por las nubes de polvo asociadas a cuerpos madre masivos que orbitan la estrella anfitriona. Asumimos un objeto masivo y un modelo simple de la nube de polvo que rodea al objeto. A continuación, utilizamos la integración numérica para simular la evolución de la nube, su cuerpo madre y las curvas de luz resultantes a medida que orbitan y transitan la estrella.

Hemos comprobado que es posible reproducir las características básicas de la curva de luz de KIC 8462852 con sólo cuatro objetos envueltos en nubes de polvo. El hecho de que todos ellos se encuentren en órbitas similares y que estos modelos requieran sólo un puñado de parámetros libres, proporciona un apoyo adicional a esta hipótesis.

Este modelo ofrece una alternativa a la hipótesis del cometa. Con estos modelos físicos a mano, en la actualidad, no hay necesidad de invocar megaestructuras alienígenas para explicar estas curvas de luz. [4]

Aun así, con los datos de que disponemos, hay numerosos problemas con las explicaciones naturalistas, como la falta de señales detectables de grandes cuerpos cometarios (análogos al cinturón de asteroides de nuestro sistema solar). Incluso una colisión fortuita entre planetas recientemente desestabilizados en su órbita no obtiene mucho apoyo de los datos, ya que las reducciones de luminosidad observadas parecen ser aperiódicas (dentro del período de observación de ~1.600 días ninguna de las señales parece repetirse).

Sin embargo, habrá que observar la estrella durante un periodo de tiempo más largo, otros 1.600 días, para ver si alguna de las señales se repite. Esto será muy revelador, por ejemplo, si se produce una reducción de la señal podría indicar que la ocultación procede de restos cometarios o planetesimales que se están disipando (hay que tener en cuenta que estos restos tendrían que tener un tamaño comparable al de la estrella para producir la reducción aproximada del 20% de la luminosidad que se observa, los planetas del tamaño de Júpiter, en comparación, no producen ni siquiera una caída del 1% de la luminosidad al transitar).

"Describimos varios escenarios para explicar los misteriosos eventos en la curva de luz de Kepler, la mayoría de los cuales tienen problemas para explicar los datos en cuestión".

Una cosa es cierta, KIC 8462852 ha despertado el interés de los científicos serios y del público en general, y se están dedicando muchos recursos a determinar la naturaleza de la señal anómala. La detección y verificación de una civilización extraterrestre avanzada no será un acontecimiento menor: marcará uno de los mayores descubrimientos de la humanidad y cambiará para siempre nuestra forma de ver y pensar sobre el cosmos.

Más para Explorar

A WISE search for large extraterrestrial civilizations: a complementary approach to traditional SETI

[1] https://exoplanets.nasa.gov/

[2] http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog

[3] Avalanche Statistics Identify Intrinsic Stellar Processes near Criticality in KIC 8462852 -- https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.261101

[4] Mysterious eclipses in the light curve of KIC8462852: a possible
explanation -- https://arxiv.org/pdf/1612.06121.pdf