Megastruturas alienígenas: motores estelares e bolhas de Dyson podem ser fisicamente viáveis e estáveis

Megastruturas alienígenas e a sua viabilidade física

Uma nova análise sugere que megastruturas alienígenas concebidas para recolher energia estelar ou para alterar as órbitas das estrelas podem, de facto, ser viáveis do ponto de vista físico - uma ideia que tanto alimenta a imaginação da ficção científica como responde ao desejo profundamente humano de não nos sentirmos tão sós num Universo vasto e frio.

Mais do que isso, estas construções extraterrestres colossais poderão manter-se estáveis durante éons, desde que adoptem a configuração adequada.

Se assim for, é possível que emitam tecnossinaturas características, abrindo caminho a buscas astronómicas por civilizações que tenham sobrevivido tempo suficiente para se aproximarem dos patamares superiores da Escala de Kardashev (que classifica civilizações pela sua capacidade de explorar energia).

A matemática surpreendente por trás desta hipótese é apresentada num estudo recente de Colin McInnes, cientista de engenharia na University of Glasgow, conhecido por já ter modelado a viabilidade de projectos astronómicos em superescala destinados, por exemplo, a modificar órbitas planetárias.

Neste trabalho, McInnes propõe um esquema simplificado para a engenharia de megastruturas passivamente estáveis, incluindo motores estelares e bolhas de Dyson.

Motores estelares e bolhas de Dyson: conceitos e propósito

Cientistas e autores de ficção científica descrevem os motores estelares como estruturas reflectoras gigantescas, acopladas gravitacionalmente a uma estrela hospedeira. Na versão mais simples, o conceito assume a forma de um disco plano, embora McInnes conclua que uma variante suportada por um anel poderá revelar-se mais estável.

Estes motores recorrem à pressão exercida pela radiação da estrela para deslocar a sua órbita, possibilitando mover sistemas solares inteiros através do espaço - talvez como forma de evitar uma catástrofe cósmica capaz de destruir uma civilização.

Já uma bolha de Dyson envolve a estrela com um enxame denso de reflectores, de modo a capturar a sua luz e disponibilizar muito mais energia do que qualquer processo planetário conseguiria fornecer.

Partindo do princípio de que uma civilização suficientemente longeva acabará por ficar sem recursos - ou sem tempo -, há lembretes incómodos na nossa própria vizinhança: o Sol tornar-se-á gradualmente mais brilhante e, por fim, tornará a Terra inabitável.

Por isso, civilizações avançadas tenderão inevitavelmente a necessitar de quantidades incompreensíveis de energia para terraformar outros planetas, alterar as órbitas de corpos celestes ou sustentar viagens interestelares.

Estabilidade passiva das megastruturas em superescala

A questão, porém, é saber se as megastruturas em escala astronómica - que alguns astrónomos têm sugerido como possíveis formas de exploração energética por civilizações avançadas - conseguem manter-se estáveis por si mesmas, sem medidas de controlo activo que impeçam a queda em direcção às suas estrelas.

Para responder, McInnes desenvolveu cálculos que tratam estas megastruturas como objectos tridimensionais, em vez de massas pontuais sem dimensão.

Os resultados indicam que motores estelares com distribuição uniforme de massa são sempre instáveis. Ainda assim, poderão alcançar estabilidade passiva se forem construídos como um reflector suportado por um anel que concentre a maior parte da massa da estrutura - imagine um pandeireta em vez de um prato.

De forma semelhante, bolhas de Dyson estáticas poderão ser intrinsecamente instáveis. No entanto, uma bolha de Dyson - potencialmente construída a partir do desmantelamento de um sistema planetário - poderá tornar-se passivamente estável se for composta por um número imenso de reflectores de baixa massa, formando uma nuvem rarefeita, mas suficientemente densa para equilibrar a própria gravidade com as forças exercidas pela estrela hospedeira.

"Um motor estelar pode, em princípio, ser estabilizado através de uma configuração em anel, enquanto uma bolha de Dyson pode, em princípio, ser estabilizada se for implantado um número vasto de reflectores numa nuvem densa", escreve McInnes.

A possibilidade de estabilidade a longo prazo também abre a porta à existência de megastruturas-relicário há muito abandonadas. O Universo é antigo e imprevisível; mesmo seres avançados podem ser ultrapassados no tempo pelas suas criações, que sobrevivem sem manutenção como símbolos da capacidade (ou da imprudência) dos seus autores.

Embora estas iniciativas espaciais pareçam de outro mundo, os cálculos de McInnes assentam em leis físicas, pelo que oferecem pistas concretas sobre o que procurar na busca por civilizações extraterrestres.

Tecnosinaturas e pistas observacionais para o SETI

McInnes especula que megastruturas estelares produziriam um excesso no infravermelho, isto é, uma emissão inesperada em comprimentos de onda infravermelhos quando comparada com o que seria previsto a partir das propriedades da estrela.

Em alternativa, poderiam provocar outros tipos de alterações invulgares na impressão digital espectral da estrela hospedeira.

"Embora tais empreendimentos sejam claramente especulativos, compreender a dinâmica orbital de estruturas ultra-grandes e, em particular, as condições para a estabilidade passiva, pode fornecer pistas sobre as propriedades de potenciais tecnossinaturas em estudos de SETI [procura de inteligência extraterrestre]", conclui McInnes.

Esta investigação foi publicada na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.