¿Hay una civilización alienígena al lado? Es ... posible (más o menos). A finales de 2020, descubrimos una señal dela dirección deProxima Centauri (no necesariamentedeProxima Centauri), nuestra estrella vecina más cercana. Nombrado BLC-1 por el proyecto Break Through Listen , la señal todavía se está analizando para garantizar que no sea simplemente un eco de nuestra propia civilización, por lo general lo que resulta ser. Pero, ¿por qué no mirar directamente los planetas en Próxima Centauri yversi hay una civilización?
Desde el espacio, la señal más obvia de que alguien vive en la Tierra es el resplandor del lado nocturno de nuestro planeta. Nuestras ciudades emiten luz que se vierte en el Cosmos. El problema es que nuestra generación actual de telescopios no es lo suficientemente potente como para ver luces en mundos distantes. Pero varios investigadores están probando las capacidades de la próxima generación de telescopios que ya están en la mesa de dibujo. ¿El hallazgo? ¡Sí! si lo suficientemente avanzado ... o lo suficientemente brillante ... podríamos ver si otra civilización tiene las luces encendidas en Proxima Centauri.
Recopilación de 8k de imágenes tomadas desde la Estación Espacial Internacional orbitando sobre las Luces de la Ciudad de la Tierra
Webb Cam
Hay varias formas de saber que existe tecnología alienígena en otro planeta. Por ejemplo, podemos ver la luz de un mundo distante oscilar con el tránsito de una constelación masiva de satélites ( una dirección en la que nos dirigimos ). La contaminación atmosférica puede ser detectada por un conflicto nuclear (ouch). Pero si bien estas indicaciones de tecnología también podrían ser causadas por fenómenos naturales como escombros en órbita o el impacto de un cometa, la iluminación artificial es distinta de la luz natural de las estrellas. Elisa Tabor de la Universidad de Stanford y Abraham Loeb de la Universidad de Harvard tomaron el Telescopio Espacial James Webb (JWST) para una prueba de conducción virtual de caza de luz alienígena . James Webb aún no se ha lanzado por lo que la investigación prueba las especificaciones en papel de las capacidades de JWST.
El JWST virtual está entrenado en Proxima b, el único planeta confirmado en el sistema Proxima Centauri que podría albergar una civilización. Situado a 4,25 años luz de la Tierra, Proxima b es un mundo rocoso en la zona habitable de la clase M enano Rojo estrella Proxima Centauri: apenas un 12% de la masa de nuestro Sol. Proxima b es más pesado que nosotros con aproximadamente 1,6 masas terrestres y 1,3 veces nuestro radio. Orbita Proxima Centauri en solo 11,2 días a una distancia de 7 millones de km, solo el 5% de la distancia a la que la Tierra orbita el Sol.
¡Planetas confirmados en Proxima Centauri! - Video de Fraser Cain - Universe Today
Tabor y Loeb escalaron la iluminación artificial como una fracción de la iluminación solar que se refleja en el lado diurno del planeta. 0% en esta escala supondría que el lado nocturno del planeta está completamente oscuro, desprovisto de iluminación artificial. 100% significa que el lado nocturno del planeta es tan brillante como el lado diurno. Se supone que el tipo de luz utilizada por la civilización hipotética en Próxima b es similar a LEDs en la Tierra que tienen un distintivo artificial espectro. ¿Los resultados? Si la iluminación artificial del lado nocturno de Proxima b alcanza el 5% de la iluminación natural del lado del día, JWST podría detectar la luz artificial con un 85% de certeza. Si la iluminación artificial alcanzara el 9%, la confianza de detección de JWST aumentaría al 95%.
La iluminación del 5% no parece mucho, ¿verdad? Bueno, estamos hablando de la luz de unestrella. Tan débil como Proxima Centauri es comparado con nuestro Sol (unas 20.000 veces más tenue), sigue siendo mucha luz. En comparación, la iluminación artificial de la Tierra es solo el 0,001% de la iluminación estelar reflejada. En otras palabras, si Proxima b alberga una civilización tan brillante como nosotros, JWST no la detectaría. Esas luces tendrían que ser 500 veces más brillantes. Ese escenario es plausible. Proxima b orbita tan cerca de su estrella anfitriona que puede estar bloqueado por las mareas: un lado del planeta siempre mira hacia la estrella mientras que el otro está en una noche perpetua. Una civilización en un planeta bloqueado por las mareas puede necesitar enfocarse en la infraestructura de iluminación y posiblemente podría, como plantean Tabor y Loeb, usar espejos orbitales muy brillantes para reflejar la luz solar en el lado nocturno del planeta que podría ser visto por nuestros telescopios.
Esta infografía compara la órbita del planeta alrededor de Proxima Centauri (Proxima b) con la misma región del Sistema Solar. Proxima Centauri es más pequeño y más frío que el Sol y el planeta orbita mucho más cerca de su estrella que Mercurio. Como resultado, se encuentra bien dentro de la zona habitable, donde puede existir agua líquida en la superficie del planeta.
Siguiente, próxima generación: LUVOIR y HabEx
Tabor y Loeb indican que otros telescopios futuros como LUVOIR (Topógrafo infrarrojo óptico UV grande) puede ser incluso más capaz que JWST para detectar el resplandor de una civilización distante. Pocos días después de su publicación, Thomas Beatty, del Departamento de Astronomía de la Universidad de Tucson, crujió solo esos números . Beatty revisó tanto LUVOIR como HabEx (Observatorio de exoplanetas habitables) para determinar el potencial de estos telescopios para detectar las luces de la ciudad no solo en Proxima b, sino también en planetas que orbitan estrellas a una distancia de 30pc (Parsecs. 1pc = 3.26 años luz). Tanto LUVOIR como HabEx tienen misiones para catalogar e visualizar directamente exoplanetas y están programados para su lanzamiento en 2035.
Representación informática del Observatorio LUVOIR - Crédito NASA
Similar a Tabor y Loeb usando un JWST virtual, Beatty apuntó observatorios virtuales LUVOIR y HabEx a varios sistemas estelares con mundos conocidos como Proxima b, así como mundos hipotéticos similares a la Tierra en órbita. Estrellas de clase G, K y M . Beatty también escaló el porcentaje de la superficie planetaria urbanizada. Cuanta más urbanización, más brillante es el lado nocturno del planeta. El tipo de iluminación artificial en este modelo simula las luces más comunes en la Tierra: farolas de sodio de alta presión que se reflejan en superficies de concreto que también presentan un espectro que se distingue de la luz natural de las estrellas. Entonces, las variables son a) la distancia a la Tierra b) el nivel de urbanización del planeta yc) el tipo de estrella en la que orbita el planeta. En cada escenario, los alcances virtuales toman imágenes de planetas durante un mínimo de 100 horas para recolectar suficiente luz que fluye a través del vacío para resolver el objetivo.
El Observatorio HabEx utiliza su pantalla estelar flotante de 52 m para bloquear la luz estelar no deseada - Credit NASA
Cegadoramente brillante
Beatty (2021) Figura 5 Consulte la descripción a continuación - haga clic para ampliar
La figura anterior de la publicación de Beatty muestra las compensaciones entre la distancia a la Tierra, el nivel de urbanización y la clase de estrella madre. Las dos primeras variables, nivel de urbanización y distancia de la Tierra, son evidentes. Cuanto más brillantes sean las luces artificiales, más fáciles de ver. Si el planeta reside más cerca de la Tierra, sus luces son más fáciles de ver. Pero la estrella madre también juega un papel en la visibilidad. Los planetas que orbitan alrededor de estrellas más pequeñas y tenues tienen un mejor contraste. Sus estrellas son lo suficientemente débiles como para no abrumar la iluminación artificial y, por lo tanto, se pueden ver niveles más bajos de urbanización en planetas en sistemas de estrellas enanas rojas M. El tono de color azul de la figura indica la certeza de detección . 1 sigma (la letra griega que se indica en la figura) tiene aproximadamente un 67% de certeza. 3 sigma está más cerca del 99%. 10 sigma es prácticamente el 100%.
Sin embargo, mientras que las estrellas más débiles proporcionan un mejor contraste para detectar la iluminación artificial, el radio de su zona habitable es muy pequeño. Los planetas orbitan tan cerca de la estrella que si una enana roja determinada está a más de 10 por ciento de distancia, ya no podemos distinguir sus planetas de la estrella. El término operativo en la figura se llama IWA o 'Ángulo de trabajo interno' en el que el planeta ahora está visiblemente demasiado cerca de la estrella madre para que las luces de la ciudad sean detectables. Los objetivos más distantes favorecerían entonces estrellas más brillantes similares al Sol (G enanas amarillas (nuestro Sol) y K enanas naranjas) con zonas habitables más amplias donde los planetas orbitan más lejos, y son más visiblemente distinguibles, de sus estrellas.
Pero, a su vez, esos planetas requieren un mayor porcentaje de urbanización, ya que sus estrellas madre más brillantes crean un contraste menos favorable para los lados nocturnos de esos planetas. Hasta un 10 por ciento de distancia, un planeta con niveles de urbanización entre 0,4 y 3% tendría luces de ciudad visibles si orbita estrellas M, mientras que los planetas que orbitan estrellas G / K necesitarían más del 10%. Más allá del 10pc, solo los planetas que orbitan alrededor de estrellas G / K tienen luces visibles de la ciudad, pero necesitan porcentajes aún mayores de urbanización. El rango máximo para cualquier detección significativa es de alrededor de 30 por ciento. Los 4 osciloscopios utilizados en la figura son dos versiones de LUVOIR (A / B) y dos versiones de HabEx. LUVOIR A presenta un espejo de 15 m más potente con LUVOIR B y un espejo de 8 m. HabEx (SS) es el alcance HabEx emparejado con una pantalla solar flotante para filtrar la luz de las estrellas que ayuda en la detección de planetas.
Ecumenópolis: una ciudad planeta
Esta imagen compuesta, que se ha convertido en un cartel popular, muestra un Vista global de la Tierra por la noche. , compilado a partir de más de 400 imágenes de satélite. Los investigadores de la NASA han utilizado estas imágenes de luces nocturnas para estudiar el clima alrededor de las áreas urbanas.Crédito: NASA / NOAA- haga clic para agrandar
Para todas las luces de nuestra propia ciudad, la superficie de la Tierra está urbanizada solo al 0.05%. Nuestros telescopios no podrían vernos si estuvieran estacionados en Proxima Centauri. Un mayor porcentaje de urbanización podría ayudarnos a ver una civilización lejana con más claridad como digamos el 100%. Pero ... que exactamentees100% urbanización? Una Ecumenópolis.
El resplandor de un mundo de Ecumenópolis en el videojuego de estrategia espacial Stellaris Los planetas habitables del juego pueden evolucionar hacia estos mundos urbanos a medida que tu civilización se desarrolla durante siglos en una galaxia simulada: gráficos del videojuego Stellaris, desarrollado y publicado por Paradox Interactive. Usado con permiso - haga clic para agrandar
Una Ecumenópolis es un planeta urbano, un mundo donde toda la superficie está cubierta por una ciudad gigante. Existen varios ejemplos en la ciencia ficción, como el planeta Human Empire Capital de Trantor en la Trilogía de la Fundación de Isaac Asimov, el Republic / Empire Capital of Coruscant en Star Wars, o el tipo de planeta Ecumenopolis en mi videojuego de estrategia espacial favorito. Stellaris (que definitivamente jugué para inspirarme mientras escribía este artículo). Pero más que un concepto de ciencia ficción geek, es concebible que una civilización avanzada pueda encerrar completamente su mundo en un paisaje urbano interminable. ¿Qué tan visible sería un mundo así?
La Figura 6 del artículo de Beatty muestra el poderoso resplandor de las luces de sodio de alta presión de una Ecumenópolis. Estas luces alcanzan un pico alrededor del rango de 600 nm en el área resaltada.
Beatty modeló los resultados y descubrió que los telescopios futuros serían capaces de detectar los mundos de Ecumenópolis alrededor.82 estrellasen el barrio estelar del sol. Es una cantidad asombrosa de espacio. Entonces, si alguien está brillando así de brillante, es posible que podamos verlo en la próxima década.
Proxima B-eacon
El trabajo de Beatty demuestra que las estrellas enanas rojas de corto alcance brindan la mejor oportunidad para detectar mundos urbanos, lo que significa que Proxima b es el objetivo principal actual. Detectar una versión de Ecumenopolis de Proxima b seríafácilpara telescopios de próxima generación. De hecho, pudimos detectar solo un 0,5% de urbanización en el planeta. Eso es todavía10 vecesmás que la urbanización actual de la Tierra. Sin embargo, las tasas actuales de crecimiento de la ciudad sitúan a la Tierra en un 0,5% en los próximos cien años, un parpadeo en el tiempo estelar. Si existe una civilización alienígena, ya podrían haber alcanzado este nivel de urbanización asumiendo que las civilizaciones tecnológicas tienen una larga vida. Y esa es la cuestión: en realidad, no sabemos que las civilizaciones tecnológicas tienen una larga vida. Esa es una de las razones por las que hacemos SETI. Encontrar a alguien más brillando en el vacío significa que hay más esperanzas de que podamos mantener las luces encendidas también.
Característica Imagen Descripción:Ecumenopolis Planet orbitando Proxima Centauri-like Red Dwarf Star - Gráficos del videojuego Stellaris, desarrollado y publicado por Paradox Interactive.ENORMES gracias a la Paradox Interactive y Stellaris equipo por permitir el uso de sus fantásticas capturas de pantalla de Ecumenopolis en este artículo. Construye tu propia civilización avanzada con los planetas Ring Worlds, Dyson Spheres y Ecumenopolis encontrando Stellaris en Steam .
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[2105.08081] Detectabilidad de luces artificiales de Proxima b (arxiv.org)
[2105.09990] La detectabilidad de las luces nocturnas de la ciudad en exoplanetas (arxiv.org)
Stellaris Grand Strategy, ciencia ficción, videojuego
Telescopio espacial James Webb - Webb / NASA
Observatorio de exoplanetas habitables (HabEx) (nasa.gov)
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