Se avete seguito la ricerca sugli esopianeti negli ultimi due anni, avrete sicuramente sentito parlare di K2-18b. Situato a 124 anni luce di distanza nella costellazione del Leone, ha attirato molta attenzione poiché si trova esattamente nella zona abitabile della sua stella madre, una nana rossa, e le misurazioni del telescopio spaziale James Webb mostrano che la sua atmosfera è ricca di anidride carbonica e metano. È uno dei principali candidati per un mondo “Hycean“, ovvero un mondo in cui una spessa atmosfera ricca di idrogeno ricopre un oceano globale di acqua liquida. È un obiettivo così intrigante per i ricercatori del programma SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) che hanno puntato due dei radiotelescopi più potenti al mondo per osservare il sistema di K2-18b. Un recente studio, disponibile sul server di preprint arXiv, mostra che probabilmente dal pianeta non proviene alcun segnale radio artificiale a banda stretta equivalente al nostro livello tecnologico, nonostante milioni di potenziali segnali.
L’acquisizione dei dati necessari per elaborarli non ha coinvolto solo il Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) nel New Mexico, ma anche il radiotelescopio MeerKAT in Sudafrica. Si tratta di due dei radiotelescopi più potenti del pianeta, e vederli coordinati in questo modo in una campagna osservativa è estremamente raro.
Ma non è stato solo l’hardware fisico ad essere importante per questo lavoro: la “data pipeline”, come gli astronomi chiamano i filtri software e la logica che seguono la raccolta dei dati, è altrettanto fondamentale, soprattutto in radioastronomia. I segnali terrestri sono la fonte della stragrande maggioranza dei segnali radio captati da questi telescopi, e algoritmi di filtraggio avanzati, come il sistema Commensal Open-Source Multi-Mode Interferometer Cluster utilizzato dal VLA e il sistema Breakthrough Listen User Supplied Equipment (BLUSE) utilizzato da MeerKAT, sono elementi fondamentali di qualsiasi programma di radioastronomia moderno.
Lo studio
La logica di tale filtraggio è comunque ancora responsabilità degli esseri umani coinvolti, e lo studio descrive cinque diversi vincoli che hanno imposto ai dati per individuare potenziali tecnofirme aliene. Il primo è stato il mascheramento RFI: in sostanza, hanno rimosso tutti i dati dai segnali che rientravano in bande di frequenza note per essere fortemente contaminate da interferenze terrestri. Se gli alieni stessero parlando su quei canali, dovremo usare qualche altro metodo, come un radiotelescopio sul lato nascosto della Luna, per ascoltarli.
Gli effetti Doppler, come quelli che alterano il suono di un’ambulanza quando si avvicina o vi sorpassa, sono ancora più evidenti quando il segnale passa tra i pianeti. Qualsiasi segnale sostanzialmente privo di variazioni Doppler veniva eliminato del tutto, poiché poteva provenire solo dalla Terra. Forse la scelta logica più discutibile è stata quella di eliminare tutti i segnali con un rapporto segnale/rumore inferiore a 10 o superiore a 100. Sebbene ciò eliminasse falsi positivi estremamente deboli, così come forti artefatti dei dati strumentali tipicamente osservati solo in un’antenna, avrebbe potuto eliminare anche segnali effettivi relativamente deboli.
Un’altra tecnica di filtraggio consiste nell’utilizzare l’analisi multifascio. In questo caso, i telescopi hanno formato “fasci” coerenti nel cielo, uno puntato direttamente su K2-18b e l’altro puntato altrove. In questi casi, un segnale proveniente dall’esopianeta sarebbe apparso solo nel fascio puntato direttamente su di esso, mentre l’interferenza terrestre si riversa in più fasci contemporaneamente. Un controllo finale, non necessario a causa della tempistica della rilevazione, è il filtraggio del transito. Qualsiasi segnale proveniente da K2-18b dovrebbe scomparire quando il pianeta passa dietro la sua stella madre, ma poiché non ha avuto un “transito secondario” durante la finestra di osservazione, non è stato necessario alcun filtraggio.
I risultati
In breve, nonostante milioni di potenziali segnali lungo tutta la finestra di osservazione, nessuno ha superato questi filtri. Non c’erano firme tecnologiche definitive nello spettro radio a banda stretta di K2-18b. Anche se questo potrebbe sembrare deludente, è esattamente il tipo di cosa di cui la scienza ha bisogno per progredire. Scansionando a fondo il pianeta senza trovare nulla, sono in grado di stabilire dei “limiti superiori” alla potenza di un trasmettitore di quel sistema: in termini di potenza, sarebbe qualcosa di equivalente al radar di Arecibo a Porto Rico. Se c’è una civiltà lì, di certo non ci sta urlando contro con un radiotelescopio più potente di quel livello.
Forse il risultato più importante, tuttavia, è la dimostrazione pratica del loro sistema di filtraggio automatizzato. Elaborare manualmente i milioni di segnali scoperti dai due telescopi sarebbe stato quasi impossibile. Quindi, quando radiotelescopi ancora più grandi, come lo Square Kilometer Array, entreranno in funzione, queste tecniche saranno pronte ad aiutare un’altra indagine a dare un senso alla massa di dati raccolti. Anche se K2-18b potrebbe essere silenzioso oggi, continueremo a migliorare notevolmente nell’ascolto, se mai inizierà a parlarci.