Onde estão todos os alienígenas? Talvez o clima espacial esteja atrapalhando suas transmissões

O SETI pode ainda não ter conseguido encontrar vida alienígena porque o clima espacial em torno de outras estrelas pode estar a perturbar as tentativas dos alienígenas de enviar mensagens de rádio, de acordo com um novo estudo que tenta compreender porque é que o Universo parece tão silencioso.

“Clima espacial“descreve os distúrbios eletromagnéticos produzidos por rajadas de radiação em um vento estelar ou ejeções de massa coronal (CMEs) de uma estrela. Esses eventos expelem muito plasma e elétrons no espaço interplanetário em torno de uma estrela, e o plasma e os elétrons são como a criptonita para sinais de rádio coerentes.

Vários efeitos deletérios ocorrem quando as ondas de rádio interagem com uma camada densa de partículas carregadas. Por exemplo, cientistas que trabalham em SETIa busca por inteligência extraterrestre, já leva em consideração as consequências da dispersão de elétrons no meio interestelar entre as estrelas. Quando uma onda de rádio encontra um elétron espaço interestelaras frequências de rádio mais baixas interagem mais fortemente do que as frequências mais altas, fazendo com que as frequências mais baixas sejam atrasadas e cheguem ao seu destino mais tarde do que as frequências mais altas. Um sinal de banda larga repleto de muitas frequências seria seriamente afetado por esta dispersão, e é por isso que os cientistas do SETI esperam que alienígenas estaria transmitindo sinais de banda estreita de menos frequências.

A outra razão pela qual o SETI procura sinais de banda estreita, com larguras de banda de apenas alguns hertz, é que nada conhecido na natureza produz um sinal de rádio tão restrito. Então, se detectássemos um, saberíamos que era mais do que provavelmente artificial.

No entanto, até agora ninguém havia quantificado os efeitos do plasma e dos elétrons expelidos pela atividade em estrelas. Se uma espécie tecnológica num local distante exoplaneta quisesse transmitir uma mensagem para o espaço profundo, o clima espacial em seu sistema natal poderia afetar negativamente as características desse sinal.

“As pesquisas SETI são frequentemente otimizadas para sinais extremamente estreitos”, disse Vishal Gajjar, do Instituto SETI em Mountain View, Califórnia, em um comunicado. declaração. “Se um sinal for ampliado pelo ambiente da sua própria estrela, pode cair abaixo dos nossos limites de detecção, mesmo que esteja lá, potencialmente ajudando a explicar parte do silêncio de rádio que vimos em assinatura tecnológica pesquisas.”

O impacto mais provável do clima espacial nos sinais de rádio de banda estreita é algo chamado cintilação difrativa. Isto pode fazer com que um sinal fique espalhado por uma faixa muito mais ampla de frequências quando interage com o plasma de uma estrela. Enquanto o sinal inicial de banda estreita pode ter uma potência forte em apenas algumas frequências, a dispersão espalha essa potência por mais frequências, reduzindo a força do sinal.

No entanto, identificar o problema foi apenas o primeiro passo. Gajjar e seu colega do Instituto SETI, Grayce Brown, queriam dar um passo adiante e quantificar o efeito do clima espacial para que pudesse ser mais fácil mitigá-lo durante as pesquisas do SETI.

Para isso, a dupla teve primeiro que quantificar o efeito na nossa própria vizinhança, analisando sinais de rádio entre Terra e missões espaciais explorando nosso sistema solar. Gajjar e Brown calibraram como as flutuações no vento solar e rajadas de CMEs podem afetar sinais de banda estreita e calcular a média disso ao longo do tempo. Eles então usaram o exemplo do nosso sol como base para calibrar o efeito de ampliação do clima espacial nos sinais em torno de dois tipos principais de estrelas: estrelas semelhantes ao Sol e anãs vermelhasque são o tipo de estrela menor e mais legal, constituindo três quartos de todas as estrelas do Galáxia Via Láctea.

Estrelas muito mais massivas que o Sol foram deixadas de fora do estudo, uma vez que as suas vidas são provavelmente demasiado curtas para que a vida tecnológica tenha tempo para se desenvolver em qualquer planeta em órbita.

Para enfatizar o seu ponto de vista, Gajjar e Brown simularam uma busca SETI dos milhões de estrelas semelhantes ao Sol e anãs vermelhas mais próximas e incorporaram os efeitos do clima espacial com base na atividade conhecida de tais estrelas.

A simulação retratou uma busca por sinais alienígenas na região em torno de 1 GHz, que é a banda de frequência mais comum para busca. A emissão de rádio do hidrogênio interestelar, por exemplo, é de 1,42 GHz.

De acordo com a simulação, 70% das estrelas resultam em sinais com frequência ampliada em mais de 1 Hz, e 30% das estrelas produzem um alargamento de mais de 10 Hz, particularmente estrelas anãs vermelhas, que são conhecidas pela sua forte atividade estelar.

Ainda mais grave, se uma CME ocorresse no momento em que um sinal é transmitido, poderia ocorrer um alargamento superior a 1.000 Hz, tornando um sinal completamente invisível para detectores focados em sinais de banda muito estreita.

No entanto, agora que sabemos que isto pode acontecer, podem ser feitos esforços para minimizar o seu efeito – tal como podemos estimar o grau de dispersão pelo meio interestelar, ou como os algoritmos podem remover o Deriva Doppler em frequência causada pelo movimento de um transmissor em um planeta orbitando sua estrela.

“Ao quantificar como a atividade estelar pode remodelar os sinais de banda estreita, podemos projetar pesquisas que correspondam melhor ao que realmente chega à Terra, e não apenas ao que pode ser transmitido”, disse Brown.

Durante 66 anos e contando, o SETI tem procurado evidências de vida tecnológica em o universo mas até agora não encontrou nada. Por exemplo, o projecto de ciência cidadã SETI@home, que começou em 1999, tem o seu últimos 100 sinais candidatos e não há grandes esperanças de que algum deles se revele um ET.

Alguns pesquisadores referem-se a esta falha em encontrar alienígenas tecnológicos como o “Grande Silêncio“mas poderia esse efeito do clima espacial quantificado por Gajjar e Brown ser a causa? É possível que tenha pelo menos contribuído para o Grande Silêncio, dependendo de quantas espécies transmissoras estão lá fora. No entanto, assim como monitoramos o sol e o clima espacial em nosso sistema solar, parece justo esperar que alienígenas suficientemente proficientes tecnologicamente para transmitir mensagens ao cosmos para também saberem do clima espacial de sua própria estrela e esperarem por períodos mais calmos antes de transmitir.

Porém, isso não pode ser garantido, especialmente se o transmissor estiver sempre ligado (o que consumiria muita energia) ou se for um transmissor automatizado. Gajjar e Brown propõem que, longe de ser um “Grande Silêncio”, o universo poderia estar inundado de mensagens barulhentas, e simplesmente não estamos sintonizados o suficiente para ouvi-las.

A pesquisa foi publicada em 5 de março em O Jornal Astrofísico.