SETI Óptico desde Panamá -5 de agosto 2017

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Marlin (Ben) Schuetz, Director del Observatorio Boquete Optical SETI.

 

El trabajo de mejoras en el Observatorio de Boquete siempre ha sido de alta prioridad. Es la actividad principal durante la temporada de lluvias, cuando las noches buenas para observar son pocas en número. Cuando se han realizado las mejoras, los esfuerzos siempre comienzan con un punto de vista mucho más amplio. Durante este último año y en colaboración con Bruce Howard (del Observatorio Owl en Michigan), nuestros dos observatorios han realizado mejoras significativas en los métodos y practicas para las búsquedas de SETI.

Para poner las cosas en perspectiva, debemos discutir primero algo denominado ‘espacio de parámetros’ después de esto regresaré a lo que estamos hablando. La apreciación del espacio de parámetros es clave para entender los cambios que ocurren en todas las actividades de SETI. Por ejemplo, si uno quisiera diseñar un carro familiar, los criterios para el diseño incluirían: velocidad máxima, asientos disponibles, espacio de equipaje, precio, condiciones del camino, factores de clima entre otros. Cada uno de estos puntos cubre un rango de valores prácticos. Esto es, un carro familiar necesita más de 8 asientos, pero menos de 8. Si su propósito es operar en áreas rurales necesita una distancia libre mínima con el camino, pero no mayor a los limites prácticos. Una vez que estos puntos (parámetros) se ha considerado, generalmente están relacionados y aun más frecuentemente auto-definidos. Si el espacio de parámetros pudiera limitarse a tres dimensiones se vería como una caja dentro de la cual un diseño puede ser cumplido.

Esto también es cierto para SETI óptico. Si uno elige señales pulsantes en lugar de señales continuas lista de parámetros solo incluye: amplitud de señal, duración de pulso, longitud de onda y periodicidad. Sin embargo, el problema es un poco más complicado dado que cada parámetro primario debe considerar las observaciones actuales y sus relaciones con los límites de transmisión y recepción. Dado lo anterior y haciendo algunas suposiciones podemos tratar de crear un caso para el rango esperado y para cada uno diseñar un esquema practico de detección. Para mantener esto relativamente simple, consideraremos los problemas de transmisión  y recepción de forma separada.

Transmisión Sin incluir demasiados detalles, parecen existir razones practicas y económicas que imponen límites a la transmisión por pulsos. Por ejemplo, cualquier inteligencia extraterrestre transmitiendo pulsos deseara que los pulsos tengan energía suficiente para ser detectados sin usar recursos excesivos, p. ej. Sistemas de telescopios extraordinarios de los cuales existirían pocos o ninguno. Con el entendimiento actual, esto define un mínimo de transmisión de energía.

Las suposiciones en ancho de pulso, periodo y longitud de onda también son auto-definidos por razones practicas y económicas. Por ejemplo, no existen ventajas conocidas y existen muchas desventajas para pulsos menores a 1 nanosegundo. El otro lado de este parámetro es analizado en el caso de la recepción. Existen argumentos similares para los demás parámetros de transmisión.

Recepción Como se menciona anteriormente, las transmisiones de inteligencias extraterrestres tendrían más posibilidades de ser captadas si se requieren telescopios modestos (quizás numerosos). Entre otras desventajas de los telescopios grandes, es que captan demasiada luz de las estrellas lo que puede resultar en saturación de los detectores. Existen diferentes técnicas para superar este problema en particular, pero cada solución requiere compromisos significativos. En consecuencia, telescopios con aperturas menores a 1 metro parecen lo ideal para las búsquedas de SETI y ayudan a definir el pulso mínimo de energía transmitida.

Los extremos de ancho del pulso mencionados antes, son ahora limitados a menos de 100 nanosegundos, al rivalizar con la señal de las estrellas se impide la detección. Para entender mejor el problema considere que un pulso sólo puede ocurrir una vez cada 100 segundos contra un ruido de fondo estelar de 500,000 cuentas por segundo. Si los detectores están ajustados para detectar pulsos largos la señal de las estrellas crece mucho. Este problema puede solucionarse utilizando técnicas más avanzadas, pero se reduce el número de estaciones receptoras posibles. Así, las necesidades de transmisión y recepción convergen, definiendo los límites.

Mejoras recientes en el observatorio Existe comunicación continua entre Bruce y yo, tenemos reuniones anuales para trabajar en los problemas y realizar planes. El año pasado expandimos nuestro espacio de parámetros en lo siguiente.

Ambos observatorios:

Abandono de análisis con FFT (de las siglas en inglés para: transformada rápida de Fourier) a favor de un software diseñado para detectar señales con periodicidades tan bajas como un pulso cada 200 segundos; mejorando en un factor de 5.

Modernización de fotómetros con foto-multiplicadores con un rango espectral mayor (200-850nm) y una eficiencia cuántica mayor; mejorando en aproximadamente un factor de 2.

Mejora de estabilidad del equipo de pruebas con pulsos LED para permitir periodicidades mucho mayores.

Todas las detecciones posibles son almacenadas con la hora del evento. La tasa de detecciones es ajustable, típicamente es menor a 2 por segundo. Tasas de detección mayores pueden dar mejoras en sensibilidad. El software usado permite hacer esto.

En el Boquete:

Se modifico un fotómetro para permitir detecciones con anchos de pulso entre 5 y 50 nanosegundos; una mejora en un factor de 2.

El error de apuntado del telescopio se redujó de 1.5 minutos de arco a menos de 20 segundos de arco.

En el Observatorio Owl: Ahora se puede operar el telescopio de forma remota. Un nuevo fotómetro de ha construido para incluir la mejora del foto-multiplicador.

Trabajos en el futuro cercano El fechado en el Observatorio Owl tiene una precisión de 15 nanosegundos mientras que en el Boquete esta limitada a 1 milisegundo. La deficiencia del Boquete será corregida próximamente con la adición de una señal de temporizado GPS.

La temporada seca aún está a unos meses, pero de vez en cuando habrán noches despejadas para observar.

Nota especial: Cada vez que el espacio de parámetros crece debemos volver a observar todas las estrellas observadas anteriormente. Por tanto, aunque la lista de estrellas observadas en Boquete cuenta con más de 4,000 estrellas, hemos empezado de nuevo. Una lista de observaciones estelares (objetos observados) y otra información es actualizada en el sitio web: optical-seti.org.

Nuevamente (o por n-esima vez) estoy a punto de decir que el sistema ha sido, dentro de nuestras capacidades, optimizado. Cada vez que viene a mi mente (SETI óptico), una nueva ola de ideas surge. Es una época emocionante para realizar búsquedas con SETI óptico y las expectativas crecen con nuestras capacidades.

Tengo una hoja pegada en la pared del observatorio. Dice “Ahora, en cualquier momento”. Mientras me anima en las horas de trabajo, no es sólo un truco. Realmente lo creo.