Las comunicaciones a través de la inmensidad del espacio interestelar podrían mejorarse aprovechando la capacidad de una estrella para enfocar y ampliar las señales de comunicación. Un equipo de estudiantes graduados en Penn State está buscando este tipo de señales de comunicación que podrían estar aprovechando nuestro propio sol si las transmisiones pasaran a través de nuestro sistema solar.

Un artículo que describe la técnica, explorada como parte de un curso de posgrado en Penn State que cubre la Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre (SETI), ha sido aceptado para su publicación en The Astronomical Journal y está disponible en el servidor de preimpresión arXiv.

Los objetos masivos como las estrellas y los agujeros negros hacen que la luz se doble cuando pasa debido a la atracción gravitacional del objeto, según la Teoría de la Relatividad General de Einstein. El espacio deformado alrededor del objeto actúa como la lente de un telescopio, enfocando y magnificando la luz, un efecto llamado lente gravitacional.

"Los astrónomos han considerado aprovechar las lentes gravitacionales como una forma de construir esencialmente un telescopio gigante para mirar planetas alrededor de otras estrellas", dijo Jason Wright, profesor de astronomía y astrofísica en Penn State, quien impartió el curso y es director de Penn State. Centro de Inteligencia Extraterrestre. "También se ha considerado como una forma en que los humanos podrían comunicarse con nuestras propias sondas si alguna vez las enviáramos a otra estrella. Si una especie tecnológica extraterrestre usara nuestro sol como lente para los esfuerzos de comunicación interestelar, deberíamos poder detectar esas comunicaciones si buscamos en el lugar correcto".

Debido a que las comunicaciones a través de distancias interestelares enfrentarían una variedad de desafíos relacionados con la potencia de transmisión y la fidelidad a través de extensiones tan vastas, los investigadores creen que cualquier esfuerzo de comunicación probablemente involucraría una red de sondas o relés, como torres de telefonía celular en el espacio. En este estudio, observaron una de nuestras estrellas más cercanas, que debería ser el nodo más cercano en una red de comunicación.

"Los seres humanos usan redes para comunicarse en todo el mundo todo el tiempo", dijo Nick Tusay, un estudiante de posgrado en el curso que ayudó a dirigir el proyecto. "Cuando usa un teléfono celular, las ondas electromagnéticas se transmiten a la torre celular más cercana, que se conecta a la siguiente torre y así sucesivamente. Las señales de televisión, radio e Internet también aprovechan los sistemas de comunicación de red, que tienen muchas ventajas sobre los puntos. -comunicaciones punto a punto. En una escala interestelar, tiene sentido usar estrellas como lentes, y podemos inferir dónde tendrían que ubicarse las sondas para usarlas".

En este estudio, los investigadores observaron más de 550 veces la distancia entre la Tierra y el Sol frente al cielo desde Alpha Centauri, las estrellas más cercanas a nuestro propio sistema que podrían ser el nodo más cercano en una red de comunicaciones, que es donde se ubicaría una sonda en nuestro sistema solar para usar el sol como una lente. Esto permitió a los investigadores detectar potencialmente transmisiones de radio que podrían ser señales enviadas directamente a la Tierra para comunicarse con nosotros, señales enviadas a otras sondas que exploran el sistema solar, o tal vez incluso señales enviadas a través de la lente gravitatoria de vuelta a Alpha Centauri.

"Ha habido algunas búsquedas anteriores usando longitudes de onda ópticas, pero elegimos usar longitudes de onda de radio, porque la radio es una excelente manera de comunicar información a través del espacio", dijo Macy Houston, estudiante de posgrado en el curso que ayudó a liderar el proyecto. "Incluimos lo que se conoce como las longitudes de onda del 'pozo de agua', que a menudo son el foco de las búsquedas de SETI porque serían una parte ideal del espectro de radio para comunicarse y podrían actuar como un pozo de agua en la Tierra, donde se reúnen muchas especies. Estos Las longitudes de onda generalmente están libres de otras ondas de radio provenientes de objetos cósmicos, por lo que es una parte limpia del espectro para comunicarse".

La investigación de estas longitudes de onda particulares también permitió a los investigadores maximizar la cantidad de datos que podían recopilar en el cielo en un breve período de tiempo. Los estudiantes investigadores recopilaron los datos durante una noche cuando visitaron el Telescopio Green Bank en Virginia Occidental. Su recopilación y análisis de datos se realizaron en colaboración con Breakthrough Listen, un programa dedicado a encontrar evidencia de vida inteligente más allá de la Tierra.

Los estudiantes no detectaron ninguna señal en las longitudes de onda que investigaron que pudiera ser de origen extraterrestre en el área que observaron, lo que sugiere que las señales en estas longitudes de onda no se enviaban hacia la Tierra durante el breve lapso en que estaban mirando.

"Nuestra búsqueda se limitó a una noche, por lo que cualquier cosa que no se transmitiera mientras observábamos no sería detectada", dijo Tusay. "Aunque nuestra búsqueda limitada podría pasar por alto las sondas existentes si no estuvieran transmitiendo constantemente en estas frecuencias, esta fue una buena prueba para ver si este tipo de búsqueda es posible".

Los investigadores sugieren que ampliar su búsqueda para incluir observaciones adicionales, u observaciones dirigidas a otras estrellas cercanas u otras frecuencias, aún podría resultar fructífero. Uno de los estudiantes de la clase actualmente está explorando datos de archivo para ver si las observaciones previas de Breakthrough Listen han señalado áreas adicionales que podrían ser óptimas para las sondas que utilizan el efecto de lente gravitacional.

"El efecto de lente no es el más robusto en estas frecuencias, aunque todavía hay buenas razones por las que estas frecuencias podrían usarse", dijo Houston. "Pero creemos que la técnica es sólida y esperamos que los estudiantes del curso en los próximos años puedan ampliar nuestra búsqueda".

El curso SETI de posgrado es uno de los dos únicos en el mundo, el otro en la Universidad de California, Los Ángeles, que alienta a los estudiantes graduados a realizar un proyecto de investigación SETI basado en radio y publicar sus resultados en una revista científica.

"Este curso de posgrado es la pieza central del Centro de Inteligencia Extraterrestre de Penn State", dijo Wright. "Los estudiantes provienen de una variedad de disciplinas, que incluyen astrobiología, astronomía, química y geofísica. Este año, debido a que era una clase híbrida, incluso tuvimos un estudiante de otra universidad que se unió a nosotros. Una de las cosas interesantes de esta clase es que , debido a que el campo SETI es tan joven, es posible que los estudiantes hagan una contribución real y publiquen investigaciones. Es extraordinario".

La investigación se presentó el 29 de junio en el primer Simposio SETI de Penn State en State College, Pensilvania. + Explora más

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