Megaestruturas alienígenas: motores estelares e bolhas de Dyson podem ser estáveis

Megaestruturas alienígenas concebidas para captar energia estelar ou até para alterar as órbitas das estrelas poderão ser fisicamente viáveis, indica uma nova análise - uma hipótese que alimenta tanto o imaginário da ficção científica como o nosso desejo profundo de não nos sentirmos tão sós num Universo vasto e frio.

Mais: se forem concebidas na configuração certa, estas construções extraterrestres gigantescas poderão manter-se estáveis durante éons incalculáveis.

Se existirem, poderão ainda emitir tecnossinaturas próprias, abrindo aos astrónomos uma via para procurar civilizações que tenham sobrevivido tempo suficiente para se aproximarem dos níveis superiores da Escala de Kardashev (que classifica civilizações de acordo com a sua capacidade de aproveitar energia).

Megaestruturas estelares e a Escala de Kardashev

A matemática impressionante por detrás desta ideia é descrita num estudo recente de Colin McInnes, cientista de engenharia na Universidade de Glasgow, que já tinha modelado anteriormente a viabilidade de projectos astronómicos de superescala com o objectivo, por exemplo, de modificar órbitas planetárias.

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

Os cientistas - e os autores de ficção científica - imaginam motores estelares como enormes estruturas reflectoras, acopladas gravitacionalmente a uma estrela. Na sua forma mais simples, o conceito corresponde a um disco plano; ainda assim, McInnes conclui que uma versão sustentada por um anel poderá oferecer maior estabilidade.

Estes motores recorrem à pressão exercida pela radiação estelar para deslocar a órbita da própria estrela e, assim, mover sistemas solares inteiros através do espaço - possivelmente para fugir a uma catástrofe cósmica capaz de extinguir uma civilização.

Já uma bolha de Dyson envolve uma estrela com um enxame denso de reflectores para recolher a sua luz e disponibilizar muito mais energia do que qualquer processo à escala planetária conseguiria fornecer.

Em princípio, qualquer civilização que dure tempo suficiente acabará por ficar sem recursos - ou sem tempo. Como lembrete incómodo, o Sol irá aumentar gradualmente o seu brilho e acabará por tornar a Terra inabitável.

Por isso, civilizações muito avançadas acabarão inevitavelmente por necessitar de quantidades incompreensíveis de energia para terraformar outros planetas, alterar as órbitas de corpos celestes ou suportar viagens interestelares.

Como obter estabilidade passiva: motores estelares e bolha de Dyson

Ainda assim, permanece a questão: estas megaestruturas 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 na estrela que as alberga?

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

Os resultados indicam que motores estelares com distribuição de massa uniforme são sempre instáveis. No entanto, poderão ser passivamente estáveis se forem construídos com um reflector suportado por um anel que concentre a maior parte da massa da estrutura - imagine uma pandeireta em vez de um prato.

De modo semelhante, bolhas de Dyson estáticas parecem ser intrinsecamente instáveis. Ainda assim, uma bolha de Dyson - potencialmente construída a partir do desmantelamento de um sistema planetário - poderá atingir estabilidade passiva se for composta por um número enorme de reflectores de baixa massa, formando uma nuvem ténue mas suficientemente densa para equilibrar a sua própria gravidade com as forças exercidas pela estrela anfitriã.

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

A possibilidade de estabilidade a muito longo prazo também abre a porta à existência de megaestruturas-reliquia abandonadas há muito tempo. O Universo é antigo e imprevisível; mesmo seres avançados podem ser ultrapassados pela sua própria criação, que sobreviveria sem manutenção como símbolo da capacidade (ou da insensatez) dos seus autores.

Tecnossinaturas e pistas para o SETI

Embora estas iniciativas espaciais pareçam 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 megaestruturas estelares poderiam gerar um excesso no infravermelho - isto é, uma emissão inesperada em comprimentos de onda infravermelhos, tendo em conta as propriedades da estrela.

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

"Embora tais 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 nos Boletins Mensais da Sociedade Astronómica Real.