El proyecto Breakthrough Listen publica un análisis de la señal detectada previamente



Impresión artística del sistema Proxima Centauri. Crédito: Breakthrough Listen / Zayna Sheikh

Una intrigante señal candidata recogida el año pasado por el proyecto Breakthrough Listen ha sido sometida a un análisis intensivo que sugiere que es poco probable que se origine en el sistema Proxima Centauri. En cambio, parece ser un artefacto de interferencia basada en la Tierra de las tecnologías humanas, anunciaron hoy las Iniciativas innovadoras. Dos trabajos de investigación, publicados en Nature Astronomy,discuten tanto la detección de la señal candidata como un proceso avanzado de análisis de datos que puede discernir finamente los "falsos positivos".

"La importancia de este resultado es que la búsqueda de civilizaciones más allá de nuestro planeta es ahora un campo maduro y riguroso de la ciencia experimental", dijo Yuri Milner, fundador de Breakthrough Inititatives.

Breakthrough Listen (un programa de Breakthrough Initiatives) es un programa de ciencia astronómica que busca tecnofirmas, signos de tecnología que puede haber sido desarrollada por inteligencia extraterrestre. El equipo científico de Listen, dirigido por el Dr. Andrew Siemion en la Universidad de California, Berkeley, utiliza algunos de los radiotelescopios más grandes del mundo, equipados con los sistemas de procesamiento digital más capaces, para capturar datos en amplias franjas del espectro de radio en la dirección de una amplia gama de objetivos celestes. La búsqueda es un desafío porque la Tierra está inundada de señales de radio de la tecnología humana: teléfonos celulares, radares, satélites, transmisores de televisión, etc. Buscar una señal débil de una estrella distante es similar a elegir una aguja en un vasto pajar digital, y una que cambia constantemente con el tiempo.

El Telescopio CSIRO Parkes en Nueva Gales del Sur, Australia (uno de los telescopios más grandes del hemisferio sur, conocido como "Murriyang" en Wiradjuri) se encuentra entre las instalaciones que participan en la búsqueda de Breakthrough Listen. Uno de los objetivos que está siendo monitoreado por Parkes es Proxima Centauri, la estrella vecina más cercana del Sol, a una distancia de poco más de 4 años luz. La estrella es una enana roja orbitada por dos exoplanetas conocidos. El equipo de Listen escaneó el objetivo en un rango de frecuencia de 700 MHz a 4 GHz, con una resolución de 3.81 Hz, en otras palabras, realizando el equivalente a sintonizar más de 800 millones de canales de radio a la vez, con una sensibilidad de detección exquisita.

Shane Smith, un investigador de pregrado que trabaja con el científico del proyecto Listen, el Dr. Danny Price, en el programa de pasantías Breakthrough Listen del verano de 2020, ejecutó los datos de estas observaciones a través de la tubería de búsqueda de Breakthrough Listen. Detectó más de 4 millones de "visitas", rangos de frecuencia que tenían signos de emisión de radio. Esto es en realidad bastante típico para las observaciones de Listen; la gran mayoría de estos golpes conforman el pajar de emisiones de la tecnología humana.

Al igual que con todas las observaciones de Listen, la tubería filtra las señales que parecen poco probables que provendan de un transmisor a una gran distancia de la Tierra, de acuerdo con dos criterios principales:
En primer lugar, ¿la señal está cambiando constantemente de frecuencia con el tiempo? Se esperaría que un transmisor en un planeta distante estuviera en movimiento con respecto al telescopio, lo que llevaría a una deriva Doppler similar al cambio de tono de una sirena de ambulancia a medida que se mueve en relación con un observador. Rechazar golpes sin tales signos de movimiento reduce el número de aciertos de 4 millones a alrededor de 1 millón para este conjunto de datos en particular.
En segundo lugar, para los golpes que quedan, ¿parecen provenir de la dirección del objetivo? Para determinar esto, el telescopio apunta en la dirección de Próxima Centauri, y luego apunta hacia otro lado, repitiendo este patrón "ON-OFF" varias veces. Se espera que las fuentes de interferencia local afecten tanto a las observaciones ON como a las OFF, mientras que una tecnofirma candidata debe aparecer solo en las observaciones ON.
Breakthrough Listen recientemente hizo una detección intrigante utilizando el telescopio Parkes "Murriyang" en Australia, mientras observaba Proxima Centauri, la estrella vecina más cercana del Sol. Los datos que abarcan un rango de frecuencia de 700 MHz a 4 GHz se ejecutaron a través de la tubería de búsqueda de Listen, lo que resultó en la detección de una señal de banda estrecha, que persistió durante cinco horas de observación, que tenía algunas de las características esperadas de una transmisión extraterrestre. Informalmente apodado "BLC1" (Breakthrough Listen Candidate 1), el equipo científico de Listen en el Centro de Investigación SETI de Berkeley ha pasado varios meses sometiendo la señal a más pruebas. En última instancia, el equipo determinó que la señal candidata parece ser una interferencia de la tecnología humana, pero el análisis proporciona una excelente prueba de la tubería de Listen. Crédito: BerkeleySETI

Incluso después de que se aplican estos dos filtros de datos, quedan un puñado de candidatos que deben inspeccionarse visualmente. A veces, una señal débil es realmente visible en las observaciones OFF, pero no es lo suficientemente fuerte como para ser captada por algoritmos automatizados. A veces aparecen señales similares en las observaciones vecinas, indicativas de fuentes interferentes que pueden estar encendiéndose y apagándose en el período equivocado, o el equipo puede rastrear las señales a satélites que comúnmente transmiten en ciertas bandas de frecuencia.

Ocasionalmente, una señal intrigante permanece y debe ser sometida a más comprobaciones. Tal señal de interés fue descubierta por Smith en las observaciones de Listen de Proxima Centauri usando el telescopio Parkes. Una señal de banda estrecha, a la deriva Doppler, que persiste durante cinco horas de observaciones, que parece estar presente solo en las observaciones "ON" de la estrella objetivo y no en las observaciones "OFF" intercaladas, tenía algunas de las características esperadas de un candidato a tecnofirma.

Sofia Sheikh, actualmente investigadora postdoctoral con el equipo de Listen en UC Berkeley, investigó un conjunto de datos más grande de observaciones tomadas en otros momentos. Encontró alrededor de 60 señales que comparten muchas características del candidato, pero también se ven en sus respectivas observaciones OFF.

"Por lo tanto, podemos decir con confianza que estas otras señales son locales para el telescopio y generadas por humanos", dice Sheikh. "Las señales están espaciadas a intervalos de frecuencia regulares en los datos, y estos intervalos parecen corresponder a múltiplos de frecuencias utilizadas por los osciladores que se usan comúnmente en varios dispositivos electrónicos. En conjunto, esta evidencia sugiere que la señal es interferencia de la tecnología humana, aunque no pudimos identificar su fuente específica. La señal original encontrada por Shane Smith no se detecta obviamente cuando el telescopio apunta lejos de Proxima Centauri, pero dado un pajar de millones de señales, la explicación más probable sigue siendo que es una transmisión de tecnología humana que resulta ser 'extraña' de la manera correcta para engañar a nuestros filtros".

El director ejecutivo de Breakthrough Initiatives, el Dr. S. Pete Worden, dijo: "Si bien no pudimos concluir una tecnofirma genuina, estamos cada vez más seguros de que tenemos las herramientas necesarias para detectar y validar tales firmas si existen".

Breakthrough Listen está poniendo a disposición del público todos los datos de los escaneos de Parkes para que los examine por sí mismos. El equipo también acaba de publicar dos artículos (dirigidos por Smith y Sheikh) que describen los detalles de la adquisición y el análisis de datos, y una nota de investigación que describe las observaciones de seguimiento de Proxima Centauri realizadas con el Telescopio Parkes en abril de 2021. Listen continuará monitoreando Proxima Centauri, que sigue siendo un objetivo convincente para las búsquedas de tecnofirmas, utilizando un conjunto de telescopios en todo el mundo. Y el equipo continúa refinando los algoritmos para mejorar su capacidad de discriminar entre "agujas" y "heno", incluso como parte de una competencia de procesamiento de datos de crowdsourcing recientemente completada en colaboración con kaggle.com.

"En el caso de este candidato en particular", dice Siemion, "nuestro análisis sugiere que es muy poco probable que realmente provena de un transmisor en Proxima Centauri. Sin embargo, esta es sin duda una de las señales más intrigantes que hemos visto hasta la fecha".

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