Astronomía

¿Qué área de Proxima Centauri necesitaría ocluirse para que el efecto sea observable en la Tierra?

¿Qué área de Proxima Centauri necesitaría ocluirse para que el efecto sea observable en la Tierra?



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Una de las ideas de cómo Breakthrough Starshot podría comunicar datos de Proxima Centauri es tener un enjambre masivo de naves impulsadas por velas solares para pivotar (con sus velas) sincrónicamente, tomando la orientación 'lateral' o 'frontal' a la estrella - en Efecto obstruyéndolo o revelando para un observador 'detrás' - en la Tierra. Si el enjambre es lo suficientemente grande, causaría un oscurecimiento observable de la estrella, y sincronizar los pivotes correctamente podría codificar datos en la luminosidad visible de la estrella.

La cuestión principal de la viabilidad de esta idea radica en "¿qué tan grande es el enjambre?". ¿Qué porcentaje, o qué área absoluta o una estrella como Proxima necesitaría ocluirse para que el efecto sea observable? Podemos notar la transición de exoplanetas de manera bastante confiable, por lo que ese sería el límite superior, pero ¿cuál es el área de objeto más pequeña que marcaría una diferencia detectable?


La precisión fotométrica alcanzada por satélites como TESS es de alrededor de 100 partes por millón. La misión Kepler original logró algo mejor en estrellas brillantes, tal vez 20 ppm, pero la cuestión de la precisión puede ser discutible ya que las estrellas mismas son bastante variables; McQuillan y col. (2012) https://arxiv.org/abs/1111.5580 sugieren que el nivel mínimo de variabilidad intrínseca en las enanas M puede ser tan alto como 1000 ppm.

De todos modos, supongamos que una señal codificada rápidamente a 100 ppm podría distinguirse fácilmente del ruido estelar y tal vez incluso ser generosa y digamos que 10 ppm podrían ser posibles. Eso significaría que esta fracción de la superficie estelar debería oscurecerse.

El radio de la estrella es 0,15 del del Sol. Entonces, el área física a oscurecer es $ sim 10 ^ {- 5} pi R ^ 2 = 3.4 times 10 ^ {11} $ metro$^2$.

La página web a la que se hace referencia en la pregunta sugiere que Starshot consta de mil naves espaciales con áreas de vela ligera de 16 m$^2$. Por lo tanto, parece no proporcionar una modulación detectable en 7 órdenes de magnitud (a menos que haya entendido mal la propuesta, que no se menciona en esa página web).

También estará la cuestión de la baja tasa de bits y qué información limitada podría transmitirse utilizando una técnica tan cruda. Recuerde que la nave espacial viajará a una fracción apreciable de la velocidad de la luz, por lo que no tendrá mucho tiempo para enviar su mensaje.

Otro punto es que no creo que se pueda suponer que la trayectoria de la nave espacial sea tal que viaje en línea recta directa entre la Tierra y Proxima Centauri, que por supuesto están en movimiento relativo. Por lo tanto, la nave espacial se acercaría a Proxima Cen "en un ángulo" visto desde la posición de la Tierra unos 30 años después del lanzamiento de la nave espacial, a menos que las trayectorias puedan ajustarse con mucho cuidado en ruta. Incluso si lo estuvieran, el movimiento de paralaje de la Tierra alrededor del Sol significaría que la nave espacial no estaría necesariamente alineada cuando llegara a Proxima Cen, aunque supongo que el tiempo de lanzamiento y la velocidad podrían arreglarse para que ese fuera el caso. Sin embargo, por lo que he leído, la idea es simplemente salpicar el interior del sistema Proxima Cen con estas 1000 naves espaciales y, por lo tanto, solo algunas de ellas estarían alineadas para que pudieran oscurecer la estrella vista desde la Tierra.