Esferas de Dyson: Em busca de sinais de civilizações avançadas além da Terra
Em 1960, o renomado físico Freeman Dyson escreveu um artigo revolucionário intitulado “Busca por Fontes Artificiais de Radiação Infravermelha em Estrelas.” Nesse artigo, Dyson propôs a existência de civilizações extraterrestres capazes de construir megaestruturas colossais ao redor de suas estrelas-mãe, que ele chamou de “Esferas de Dyson.” Dyson sugeriu que essas estruturas poderiam ser identificadas com base no “calor residual” que emitiam no espectro infravermelho médio.
Até hoje, a comunidade científica considera as assinaturas infravermelhas como indicadores potenciais de civilizações avançadas nos esforços da Busca por Inteligência Extraterrestre (SETI).
Até o momento, as tentativas de detectar Esferas de Dyson ou estruturas semelhantes com base em suas assinaturas de calor residual não produziram resultados conclusivos. Isso levou alguns cientistas a sugerir ajustes nos parâmetros de busca.
Em um artigo recente, o professor Jason T. Wright, especialista em astronomia e astrofísica afiliado ao Centro de Exoplanetas e Mundos Habitáveis e ao Centro de Inteligência Extraterrestre da Penn State, propõe uma abordagem refinada para os pesquisadores do SETI. Em vez de depender apenas de assinaturas de calor, Wright sugere procurar sinais de atividade associados às Esferas de Dyson.
No centro da pesquisa de Wright está o Limite de Landsberg, um conceito termodinâmico que representa a eficiência teórica máxima para a captação de radiação solar. Esse conceito é fundamental, pois a ideia original de Dyson se baseava na ideia de que toda a vida extrai gradientes de energia, assim como organismos fotossintéticos que dependem dela para a produção de oxigênio e nutrientes.
Dyson argumentou que civilizações altamente avançadas poderiam progressivamente aproveitar mais energia, mas reconheceu que há um limite: a energia total emitida por uma estrela, incluindo luz visível, infravermelho, ultravioleta e muito mais. Como a conservação de energia é fundamental, Dyson propôs que parte dessa energia deve ser liberada como calor residual da Esfera de Dyson. Com os avanços na astronomia infravermelha na época de Dyson, os astrônomos poderiam potencialmente medir o consumo de energia de uma civilização avançada detectando esse calor.
Até o momento, apenas três estudos abrangentes de infravermelho médio em todo o céu foram conduzidos, utilizando ferramentas como o Satélite Astronômico Infravermelho (IRAS), o Explorador de Pesquisa Infravermelha de Amplo Campo (WISE) e o AKARI.
Wright explicou que as abordagens tradicionais envolvem a busca por emissões infravermelhas de estrelas para determinar se elas têm material quente em órbita. Se uma estrela não costuma ter material em órbita, os pesquisadores investigam mais a fundo para determinar se o material parece ser poeira ou algo diferente.
No entanto, pesquisas anteriores enfrentaram desafios devido à falta de uma teoria definitiva que descrevesse a aparência do calor residual das Esferas de Dyson, principalmente porque as propriedades do material dessas estruturas permanecem desconhecidas.
Vários modelos teóricos foram propostos por astrofísicos, mas tendem a ser simplistas e baseados em suposições, frequentemente negligenciando fatores como simetria esférica, distância orbital da estrela, variações de temperatura, interações radiativas e propriedades ópticas.
Wright introduz outro aspecto fundamental: entender o propósito da estrutura de Dyson e inferir as propriedades do material a partir desse propósito. Dyson reconheceu que capturar a energia de uma estrela era apenas uma motivação potencial para construir megaestruturas desse tipo. Pesquisadores do SETI sugeriram outros usos, como impulsionar estrelas (um Motor Shkadov) ou servir como supercomputadores massivos (um Cérebro Matrioshka).
Um Cérebro Matrioshka, semelhante às bonecas russas aninhadas que lhe dão nome, possui múltiplas camadas. A camada mais interna coleta a luz solar direta, e as camadas externas utilizam o calor residual da camada interna para melhorar a eficiência computacional.
Wright também considera os desafios de engenharia envolvidos na construção de megaestruturas desse tipo, contrastando com o foco principal de Dyson nas leis da física. Wright sugere que as civilizações podem gradualmente construir seções de uma Esfera de Dyson para expandir seu espaço habitável ao redor de uma estrela.
Com esses fatores em mente, Wright aplica a termodinâmica da radiação às Esferas de Dyson como dispositivos computacionais e prevê diferenças observáveis entre as Esferas de Dyson “completas” e aquelas em construção.
Nas palavras de Wright: “Contrariamente às expectativas de alguns autores de que as Esferas de Dyson seriam extremamente grandes e frias para maximizar sua eficiência, descubro que, com um orçamento de massa fixo, a configuração ótima é, na verdade, para esferas muito pequenas e quentes que capturam a maioria, mas não toda a luz que escapa. [P]odemos ampliar nossos parâmetros de busca para temperaturas bem acima de 300K (um pouco mais quentes do que a Terra), pois a extração de energia da luz estelar é mais eficiente mais perto da estrela, onde as coisas estão mais quentes.”
Essas descobertas podem orientar futuras buscas por estruturas de Dyson, embora as capacidades atuais sejam limitadas. Uma exceção notável é o trabalho do estudante de doutorado em astrofísica Mathias Suazo (Universidade de Uppsala) e sua equipe no Projeto Hephaistos. Suazo apresentou sua pesquisa no 2º Simpósio Anual de SETI da Penn State em junho.
Seu projeto combinou dados do Observatório Gaia da ESA, da Pesquisa Infravermelha de Amplo Campo (2MASS) e do Explorador de Pesquisa Infravermelha de Amplo Campo (WISE) da NASA para reduzir o número de candidatos em potencial que exibiam assinaturas térmicas indicativas de megaestruturas. Eles identificaram aproximadamente 5 milhões de candidatos em uma área com cerca de 1.000 anos-luz de diâmetro. Criando um modelo que considerou perfis de temperatura e luminosidade e eliminou fontes naturais, eles reduziram a lista para 20 candidatos viáveis.
Essas fontes podem ser alvo de observações adicionais por telescópios de próxima geração em breve. Enquanto evidências definitivas de megaestruturas ainda são esquivas, a busca continua, ecoando as palavras de Freeman Dyson: “Minha regra é que não existe nada tão grande ou tão louco que uma em um milhão de sociedades tecnológicas não possa se sentir impelida a fazer, desde que seja fisicamente possível.” Se mesmo algumas civilizações avançadas embarcaram em empreendimentos de engenharia grandiosos em nossa galáxia, podemos descobrir seus vestígios em breve. [Science Alert]
