Impressione artistica di un esopianeta con una civiltà extraterrestre avanzata. Le strutture sulla destra sono pannelli solari orbitanti che raccolgono la luce dalla stella madre e la convertono in elettricità che viene poi trasmessa alla superficie tramite microonde. L’esopianeta a sinistra illustra altre potenziali caratteristiche tecnologiche: luci di città (strutture circolari luminose) sul lato notturno e nuvole multicolori sul lato diurno che rappresentano varie forme di inquinamento, come il biossido di azoto prodotto dalla combustione di combustibili fossili o i clorofluorocarburi usati nella refrigerazione. Crediti: Nasa/Jay Freidlander
Per coloro che si occupano di valutare il potenziale di vita extraterrestre degli esopianeti, una delle sfide ricorrenti è quella di determinare la probabilità dell’esistenza di vita microbica, di vita complessa o di una civiltà così avanzata da poterne individuare le tecnofirme, ossia la prova di alterazioni ambientali provocate dalla tecnologia di quella civiltà.
Un articolo recentemente pubblicato su The Astrophysical Journal analizza una tecnofirma in particolare – quella indotta dalla presenza di pannelli solari – e ipotizza che, se esistessero civiltà extraterrestri avanzate, uno dei motivi per cui potrebbero essere difficili da individuare è che il loro fabbisogno energetico potrebbe essere relativamente modesto. Se la loro cultura, la loro tecnologia e le dimensioni della popolazione non richiedessero grandi quantità di energia, non avrebbero bisogno di costruire enormi strutture di raccolta dell’energia che potrebbero essere rilevate dai nostri telescopi, attuali o futuri. Tali strutture, sulla base della nostra esperienza, potrebbero essere costituite da pannelli solari che coprono una porzione significativa della superficie del loro pianeta o da megastrutture orbitanti che sfruttano la maggior parte dell’energia della loro stella madre, entrambe in grado di essere individuate dal Sistema solare.
I ricercatori hanno utilizzato modelli al computer e dati satellitari per simulare un pianeta simile alla Terra con vari livelli di copertura di pannelli solari in silicio. Le celle fotovoltaiche a base di silicio hanno un’elevata riflettanza nell’ultravioletto-visibile (Uv-Vis) e nel vicino infrarosso, all’interno della gamma di lunghezze d’onda di una missione spaziale come, ad esempio, Habitable Worlds Observatory (Hwo) della Nasa. Lo studio ipotizza che i presunti extraterrestri costruiscano pannelli solari in silicio perché è relativamente abbondante rispetto ad altri elementi utilizzati per l’energia solare, come germanio, gallio o arsenico. Inoltre, il silicio è in grado di convertire in elettricità la luce emessa dalle stelle simili al Sole ed è conveniente estrarlo e produrlo in celle solari.
Assumendo che sia utilizzata solo energia solare per fornire il fabbisogno energetico umano del 2022 con una copertura terrestre del 2,4 per cento circa, e proiettando la futura domanda di energia ipotizzando vari scenari di crescita, valutano la rilevabilità dei pannelli solari con un telescopio da 8 metri simile a quello di Hwo. Con l’orientamento di osservazione più favorevole e concentrandosi sul forte margine di assorbimento nell’Uv-Vis (0,34-0,52 μm), hanno scoperto che sono necessarie diverse centinaia di ore di osservazione per raggiungere un rapporto segnale/rumore pari a 5 per un pianeta simile alla Terra in orbita attorno a una stella simile al Sole a 30 anni luce di distanza, anche con una copertura di pannelli solari pari al ∼23 per cento.
Tuttavia, il fabbisogno di 30 miliardi di esseri umani con uno standard di vita elevato è pari solo all’8,9 per cento di copertura dei pannelli solari. «Abbiamo scoperto che anche se la nostra attuale popolazione di circa 8 miliardi di persone si stabilizzasse a 30 miliardi con un elevato tenore di vita e utilizzassimo solo l’energia solare per l’alimentazione, consumeremmo comunque molta meno energia di quella fornita da tutta la luce solare che illumina il nostro pianeta», dice Ravi Kopparapu del Goddard Space Flight Center, autore principale del lavoro.
Le ipotesi alla base dello studio sono piuttosto forti. I ricercatori assumono che un’ipotetica civiltà extraterrestre si affidi esclusivamente all’energia solare. Se venissero utilizzate altre fonti di energia, come la fusione nucleare, la tecnofirma del silicio si ridurrebbe considerevolmente, rendendo la civiltà ancora più difficile da individuare. Lo studio ipotizza inoltre che la popolazione a un certo punto si stabilizzi. Se questo non dovesse accadere per qualsiasi motivo, forse saranno spinti a espandersi sempre di più nello spazio. Infine, è impossibile sapere se una civiltà avanzata possa utilizzare qualcosa che non abbiamo ancora immaginato e che richiede una quantità di energia molto più elevata.
Nello studio, i ricercatori discutono anche della necessità di concetti come civiltà di Kardeshev di tipo I/II – rispettivamente, una civiltà in grado di utilizzare tutta l’energia disponibile sul pianeta d’origine (4×1016 watt) e una civiltà in grado di raccogliere tutta l’energia della stella del proprio sistema planetario (4×1026 watt) mediante mega strutture, come sfere di Dyson. Anche con una popolazione molto più numerosa di quella attuale, l’uso di energia della civiltà umana sarebbe di ordini di grandezza inferiore alla soglia per provocare un riscaldamento termico diretto o per raggiungere la scala di una civiltà di tipo Kardashev I. Qualsiasi civiltà extraterrestre che raggiunga livelli di popolazione sostenibili potrebbe anche trovare un limite alla sua necessità di espandersi, il che suggerisce che una civiltà che si espande su tutta la galassia, come immaginato nel paradosso di Fermi, potrebbe non esistere.
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo “Detectability of Solar Panels as a Technosignature” di Ravi Kopparapu, Vincent Kofman, Jacob Haqq-Misra, Vivaswan Kopparapu e Manasvi Lingam