¿Ha sido descubierta una megaestructura extraterrestre?

Ilustración artística de un cinturón de polvo alrededor de una estrella similar al Sol en edad. Crédito: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC).

La palabra “megaestructura” se ha tomado los titulares de muchos portales de noticias durante estos últimos días. Y es que no es para menos, pues se ha descubierto un “objeto” alrededor de una estrella que probablemente corresponde a una estructura artificial creada por una civilización extraterrestre. ¿O no?

En septiembre de 2015, y como parte del programa de ciencia ciudadana Planet Hunters, un equipo de investigadores publicó un artículo donde se expone insólitas fluctuaciones en la cantidad de luz observada por el telescopio Kepler de la estrella KIC 8462852, que se encuentra a unos 1.500 años-luz de la Tierra en la constelación del cisne.

La estrella KIC 8462852 exhibe variaciones irregulares en su brillo de hasta un 20%, pudiendo durar entre 5 y 80 días. Cuando un planeta pasa frente a su estrella, la luminosidad de esta disminuye en menos de un 1% y de forma regular, por lo que el equipo debió buscar otras alternativas para identificar el fenómeno.

Se propuso una serie de posibles explicaciones para las observaciones, aunque cada una de ellas con sus propios problemas para dar cuenta de todo lo observado. Es aquí donde aparece Jason Wright, astrónomo de la Universidad Estatal de Pennsylvania, quien no participó directamente del estudio. Wright propone una hipótesis un poco más… radical: lo detectado alrededor de la estrella podría ser una megaestructura artificial.

Posibles explicaciones

El principal problema para explicar la particular curva de luz de KIC 8462852 se relaciona con la existencia de múltiples eventos de disminución de brillo que no son periódicos, y de los cuales el evento apodado D1500 es el más complejo.

1) Errores de medición o de reducción de datos

Curva de luz de la estrella KIC 8462852.

La curva de luz de KIC 8462852 es descrita por el equipo como “única”. Analizaron los datos en busca de posibles errores instrumentales que pudieran causar las variaciones observadas. Con el uso de software especializado, fue posible descartar errores en los datos, por lo que no son posibles errores los que pudieron causar los eventos.

Así, se concluyó que la naturaleza de la curva de luz de KIC 8462852 es astrofísica, y no se debe a un problema con la obtención o el uso de los datos.

2) Variabilidad intrínseca

Existe estrellas que presentan una variabilidad intrínseca con mínimos en sus curvas de luz que pueden durar algunos días o varias semanas. Generalmente, estos objetos del tipo UX Orionis exhiben un fuerte exceso de emisión en el rango infrarrojo y sus espectros muestran líneas de emisión. Sin embargo, ninguna de estas características está presente en KIC 8462852.

Las estrellas variables del tipo R Coronae Borealis (RCB) poseen curvas de luz que presentan pulsaciones y variaciones de luminosidad que duran semanas o meses. Esta variabilidad de las atenuaciones de brillo está asociada con la formación de nubes que oscurecen la fotosfera de la estrella, y a menudo es observada como una disminución brusca del flujo seguida por una más gradual. En el caso de KIC 8462852 las escalas de tiempo de las disminuciones son diferentes de las observadas en las variables RCB.

Otra posibilidad es la emisión del disco de material de la estrella, como en el caso de las estrellas de tipo Be que rotan con una alta velocidad (cerca de la ruptura) y que usualmente son de clase espectral O y B, y algunas veces A, mostrando estallidos episódicos irregulares que aumentan o disminuyen la luminosidad de la estrella.

La estrella KIC 8462852 y una estrella cercana.

También se ha postulado que la mayoría de las estrellas Be poseen una compañera que en un momento dado transfirió masa a la estrella Be hasta que esta alcanzó una velocidad de rotación cercana a la de ruptura. Esto encaja con lo visto en el caso de KIC 8462852 que posee una estrella enana M como compañera. Los periodos de estas binarias van desde un par de semanas a miles de días. Algunos máximos podrían corresponder a eyecciones de material en un “disco de acreción”.

No obstante, la falta de un exceso de emisión infrarroja no apoya la existencia de un disco de acreción. También hay ausencia de emisión de Hα, la que debería estar presente y ser variable. Por otro lado, la temperatura de KIC 8462852 (6750 K) es demasiado baja para una estrella Be. Además, no pareciera que la estrella haya recibido masa de su compañera en el pasado.

3) Variabilidad extrínseca

También se consideró que el flujo de KIC 8462852 pudiera estar contaminado por la enana M. Ya sea que estas estrellas fueran un sistema binario o no, la tenue estrella contribuye a la luz detectada por el telescopio Kepler, lo que afecta la curva de luz. Sin embargo, no hay manera de que la variabilidad de la enana M pueda afectar la curva de luz de KIC 8462852 en el nivel observado.

4) Ocultación por polvo alrededor de la estrella

Las atenuaciones de luz pueden ser explicadas fácilmente en términos de una ocultación por polvo circumestelar con una distribución no homogénea. Sin embargo, esto no significa que la distribución de polvo que se requeriría para explicar las observaciones sea físicamente plausible. Por otro lado, como KIC 8462852 probablemente no tiene un disco de acreción y no parece ser una estrella joven, un escenario en que el material de un disco protoplanetario dominado por gas oculta la estrella no se ve favorecido.

Las “masas” de polvo que pasan frente de la estrella podrían encontrarse dentro de un análogo del cinturón de asteroides que de otra manera sería indetectable, o ser objetos más aislados tales como restos de un cometa fragmentado.

4.1 Resultado de colisiones catastróficas en un cinturón de asteroides

Una posibilidad es que las caídas de luz sean causadas por el polvo liberado en colisiones entre planetesimales en un cinturón de asteroides. Las nubes de polvo creadas en estas colisiones se extenderían para formar un componente de polvo regular en que residirían las masas más grandes.

Aquí el principal problema para explicar lo que ocurre con KIC 8462852 es la ausencia de un exceso de radiación infrarroja correspondiente al componente regular.

4.2 Resultado de un impacto gigante en el sistema planetario

En una variación del escenario anterior, es posible que el polvo haya sido arrojado en una única colisión parecida a la de la Tierra que derivó en la formación de la Luna. Se esperaría que tal evento resultara en un fuerte exceso en infrarrojo, así que dicha colisión tendría que haber ocurrido poco antes de la primera atenuación, apodada D800. En ese caso, D1500 es interpretado como el mismo material observado una órbita después con un periodo de unos 750 días. La diferencia entre las estructuras de atenuación entre D800 y D1500 podría surgir de que las masas creadas en el impacto se están expandiendo. Este escenario predice que KIC 8462852 podría tener un gran exceso en infrarrojo medio, aunque una no-detección no lo descarta.

Pero este escenario también presenta problemas. Con el periodo estimado del material, ¿cuál es el origen de dos pequeñas disminuciones vistas en los primeros cientos de días y por qué no se repitieron 750 días después? Además, aunque es difícil estimar la probabilidad de ocurrencia de estos eventos, la probabilidad de que esto haya ocurrido hace unos pocos años es muy baja.

4.3 Planetesimales envueltos en polvo

Los escenarios en que las masas pueden ser más “antiguas” son atractivos debido a que son más probables de observar. Por lo tanto, una posibilidad es que las masas se encuentren juntas debido a que se encuentran orbitando dentro de una esfera de grandes planetesimales. Estos pueden ser pensados como planetesimales rodeados por multitudes de satélites irregulares que colisionan entre ellos y producen el polvo observado.

Pero las atenuaciones observadas requieren múltiples planetesimales de gran tamaño. A menos que todos orbiten dentro del mismo plano a unos pocos radios estelares, debe haber muchos planetesimales grandes que nunca pasan frente a la estrella. Los discos de escombros con bajos niveles de agitación son posibles, pero requieren la ausencia de grandes planetesimales. Esto se suma al problema de llenar la esfera de planetesimales casi completamente con polvo, lo que sería posible si los planetesimales se encontraran dentro de un cinturón de polvo, pero esto hace surgir nuevamente el problema de la falta de exceso de radiación infrarroja. También surge la pregunta de por qué hay varios eventos de disminución pronunciada de luz, pero no eventos intermedios.

4.4 Familia de cometas

Ilustración artística de los exocometas alrededor de Beta Pictoris. Crédito: ESO/L. Calçada.

Otro escenario postula que lo que se observa en los eventos corresponde al paso de una serie de fragmentos de un cometa dividido. Estos fragmentos deberían estar separándose en la órbita que siguen y pueden estar todavía fragmentándose para causar la naturaleza errática de las disminuciones de luz observadas. Las atenuaciones menores pueden ser explicadas por fragmentos más pequeños. Todavía es necesario mostrar que este modelo de cometas pueda explicar la detallada estructura de las curvas de luz analizadas.

El problema en este caso es que las curvas de luz para el paso de cometas deberían representar un ingreso relativamente rápido cuando el núcleo del cometa pasa frente a la estrella y una salida más lenta a medida que pasa la cola. No obstante, no es lo que se observa en las curvas de luz.

Esta última y cada una de las explicaciones propuestas en el artículo tienen sus propias complicaciones para explicar todo lo observado, pero “un origen cometario parece más consistente con los datos disponibles” concluye el equipo de investigación.

5) Tecnología extraterrestre

El equipo de investigación presentó una serie de escenarios para explicar las atenuaciones de luz de la estrella, pero ninguno de estos puede explicar completamente las observaciones.

Ilustración a escala de una esfera de Dyson de tipo enjambre. Crédito: Vedexent (Wikimedia Commons).

En respuesta a la falta de una explicación “natural” para lo que se observa alrededor de la estrella KIC 8462852, el astrónomo Jason Wright propuso que podríamos estar presenciando a una civilización extraterrestre construyendo una megaestructura (o un conjunto de estructuras) alrededor de la estrella.

¿Por qué una civilización construiría una estructura en torno a una estrella? Para captar energía.

Anteriormente, se ha postulado la posible existencia de megaestructuras extraterrestres conocidas como Esferas de Dyson: una gigantesca esfera hecha de paneles solares que rodea completamente a una estrella para recolectar la mayor cantidad de radiación posible y así nutrir de energía a su civilización.

Es una hipótesis interesante, pero no mucho más que eso. Además, siempre está la posibilidad de que existan posibilidades que hasta ahora hayan sido pasadas por alto.

En cualquier caso, SETI ha comenzado a apuntar el conjunto Allen Telescope Array (ATA) hacia la estrella en busca de posibles señales de radio de una hipotética civilización extraterrestre. Los primeros resultados de esta búsqueda deberían estar disponibles muy pronto.

Como dijo Carl Sagan: “Afirmaciones extraordinarias requieren siempre de evidencia extraordinaria”.

El artículo “Planet Hunters X. KIC 8462852 – Where’s the Flux?” está disponible en el repositorio arXiv.