Megastruturas alienígenas: motores estelares, bolhas de Dyson e tecnossinaturas

Megastruturas alienígenas concebidas para captar energia de uma estrela ou até para alterar a órbita de astros poderão ser viáveis do ponto de vista físico, segundo uma nova análise - algo que alimenta tanto a imaginação da ficção científica como o desejo humano de não se sentir tão só num Universo vasto e frio.

Além disso, estas construções extraterrestres de escala colossal poderão manter-se estáveis durante eras incalculáveis, desde que adoptadas as configurações correctas.

Caso existam, é possível que emitam tecnossinaturas identificáveis, dando aos astrónomos pistas para procurar civilizações que tenham sobrevivido tempo suficiente para se aproximarem dos patamares mais elevados da Escala de Kardashev (que classifica civilizações pela sua capacidade de aproveitar energia).

A matemática exigente que sustenta esta hipótese é descrita num estudo recente de Colin McInnes, cientista de engenharia na Universidade de Glasgow, que já tinha modelado a viabilidade de projectos astronómicos superdimensionados com o objectivo de, por exemplo, modificar órbitas planetárias.

Agora, McInnes propõe um esquema simplificado para conceber megastruturas com estabilidade passiva, como motores estelares e bolhas de Dyson.

Motores estelares: empurrar uma estrela com luz

Cientistas e autores de ficção científica imaginam motores estelares como estruturas reflectoras gigantescas, gravitacionalmente acopladas a uma estrela hospedeira. Na versão mais simples, o conceito é o de um disco plano; contudo, McInnes conclui que uma variante sustentada por um anel poderá oferecer maior estabilidade.

A ideia é usar a pressão exercida pela radiação estelar para deslocar a órbita dessa estrela e, assim, mover sistemas solares inteiros pelo espaço - talvez como forma de escapar a uma catástrofe cósmica capaz de destruir uma civilização.

Bolhas de Dyson: recolher luz com um enxame de reflectores

Já uma bolha de Dyson envolveria uma estrela com um enxame denso de reflectores, para captar a sua luz e disponibilizar uma quantidade de energia muito superior à que qualquer processo num planeta conseguiria fornecer.

Em termos gerais, uma civilização que dure tempo suficiente acabará, presumivelmente, por esgotar recursos - ou por ficar sem tempo. Como lembrete incómodo, o Sol irá tornar-se gradualmente mais brilhante e, no fim, tornará a Terra inabitável.

Por isso, civilizações avançadas acabariam inevitavelmente por precisar de quantidades incompreensíveis de energia para terraformar outros planetas, alterar órbitas de corpos celestes ou viabilizar viagens interestelares.

Estabilidade passiva em megastruturas alienígenas

Ainda assim, coloca-se uma questão essencial: estas megastruturas à escala astronómica - que os astrónomos já especularam poderem ser formas de civilizações avançadas aproveitarem energia - conseguem manter-se estáveis por si próprias, sem controlo activo, evitando cair sobre as suas estrelas?

Para avaliar isso, McInnes desenvolveu cálculos que tratam estas megastruturas como objectos tridimensionais, e não como massas pontuais sem dimensão.

Os resultados indicam que motores estelares com distribuição de massa uniforme são sempre instáveis. No entanto, poderão ser passivamente estáveis se forem construídos como um reflector sustentado por um anel que concentre a maior parte da massa da estrutura - mais parecido com um pandeireta do que com um prato.

De forma semelhante, bolhas de Dyson estáticas poderão ser instáveis por natureza. Ainda assim, uma bolha de Dyson - possivelmente construída a partir de um sistema planetário desmontado - poderá atingir estabilidade passiva se for composta por um número enorme de reflectores de baixa massa, formando uma nuvem rarefeita mas suficientemente densa para equilibrar a sua própria gravidade com as forças exercidas pela estrela hospedeira.

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

A possibilidade de estabilidade a longo prazo também abre espaço à existência de megastruturas-relíquia, abandonadas há muito. O Universo é antigo e imprevisível, pelo que mesmo seres avançados podem ser ultrapassados pela longevidade das suas criações, que sobreviveriam sem manutenção como símbolos da capacidade (ou da temeridade) dos seus criadores.

Tecnossinaturas e pistas para o SETI

Apesar de estas iniciativas espaciais parecerem de outro mundo, os cálculos de McInnes assentam em leis físicas; por isso, podem sugerir o que procurar na busca por civilizações extraterrestres.

McInnes especula que megastruturas estelares poderiam gerar um excesso no infravermelho, isto é, uma emissão inesperada em comprimentos de onda no infravermelho quando comparada com o que se esperaria das propriedades da estrela.

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

"Embora estas iniciativas sejam claramente especulativas, 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.