As esferas de Dyson são reais?

No início deste mês, um novo estudo liderado por Matias Suazo, da Universidade de Uppsala, na Suécia, relatou resultados de uma nova pesquisa observacional de megaestruturas tecnológicas em torno de estrelas.

Uma ilustração artística de uma esfera de Dyson em torno de uma estrela. (Crédito da imagem: Kevin Gill, Wikimedia)

Em 1960, Freeman Dyson publicou um artigo intitulado “Busca por fontes estelares artificiais de radiação infravermelha”.

Ele argumentou que, à medida que as necessidades energéticas da humanidade aumentariam constantemente, nossa civilização poderia aspirar a aproveitar toda a produção de energia do Sol e, portanto, argumentou que civilizações tecnológicas avançadas poderiam construir uma concha de estruturas orbitais que colheriam a luminosidade de suas estrelas hospedeiras.

A chamada esfera de Dyson emitiria radiação infravermelha para equilibrar o calor depositado sobre ela pela luz das estrelas. A emissão óptica da superfície da estrela seria equilibrada pela emissão infravermelha da concha esférica muito maior.

O novo estudo procurou emissões infravermelhas anômalas de cinco milhões de fontes observadas pelas pesquisas Gaia, 2MASS e WISE.

Os autores identificaram 7 candidatos anômalos que merecem análise mais aprofundada.

Todos eles envolvem anãs M, o tipo mais comum de estrela.

As estrelas anãs são muito mais fracas que o Sol e, portanto, a zona habitável ao seu redor está muito mais próxima. A vida como a conhecemos precisa estar mais próxima da fornalha mais fraca para que a água líquida flua em sua superfície.

Dado que as anãs M brilham frequentemente na luz ultravioleta e que a sua zona habitável compacta está exposta a uma destruição atmosférica mais forte pelo vento estelar, não está claro se os seus planetas habitáveis podem reter uma atmosfera e hospedar água líquida.

Além disso, as esferas de Dyson próximas precisariam sustentar enormes variações temporais no estresse do material resultante da radiação estelar e do vento material.

Se as esferas de Dyson fossem construídas em torno de estrelas anãs comuns e se quebrassem depois de um tempo, poderíamos encontrar pedaços de esferas de Dyson quebradas no espaço interestelar.

Num artigo recente, sugeri que o objeto interestelar anómalo, `Oumuamua, descoberto em 2017, poderia ter sido um pedaço de uma esfera de Dyson quebrada devido à sua forma plana incomum e aceleração não gravitacional.

Se existirem esferas de Dyson em torno de estrelas comuns, isso pode não ser irracional.

Assim que uma civilização abandonar a sua esfera Dyson, a infra-estrutura da concha será perfurada por micrometeoritos e perderá a sua funcionalidade dentro de milhões de anos.

Vamos considerar alguns números.

Com base em dados terrestres, impactadores de tamanho centimétrico atingem a Terra a cada 15 segundos.

Dado que a área total da superfície de uma esfera de Dyson perto da órbita da Terra em torno do Sol é cerca de um bilhão de vezes maior que a área da Terra, isso sugere que objetos do tamanho de um centímetro impactarão a esfera a cada 15 nanossegundos a velocidades de dezenas de quilômetros por segundo – dez vezes mais rápido que balas de rifle, criando buracos maiores que seu tamanho através de qualquer camada razoável de material.

Ao longo de um ano, haverá dois quatrilhões de buracos criados por esses impactadores de tamanho centimétrico, separados um do outro por cerca de 10 quilômetros.

Depois de um milhão de anos, a esfera de Dyson será perfurada com buracos em escala centimétrica separados por 3 metros um do outro. Ao longo de bilhões de anos, a área dos buracos e a superfície restante serão comparáveis, assemelhando-se a um escorredor.

Impactos de partículas menores seriam mais comuns.

Espera-se que partículas menores que 0,05 milímetros impactem cada centímetro quadrado de uma esfera de Dyson uma vez a cada 30 anos.

Partículas menores que alguns micrômetros impactariam um centímetro quadrado toda semana.

Se existirem esferas de Dyson, elas provavelmente seriam lado a lado.

As cascas rígidas são difíceis de manter unidas devido às forças diferenciais destrutivas em sua superfície.

Para contornar este desafio de engenharia, Robert Forward propôs uma estrutura de azulejos com cada unidade funcionando como uma vela solar para a qual a gravidade da estrela é exatamente equilibrada pelo seu impulso radiativo para fora, mantendo assim uma posição fixa sem orbitar a estrela.

Mas mesmo nesse caso, os ladrilhos seriam explodidos no espaço interestelar à medida que a estrela brilhasse ou brilhasse dramaticamente no final da sua vida.

Se outras civilizações construíssem esferas de Dyson que se desintegraram ao longo do tempo, os seus fragmentos poderiam ter dado origem à forma incomum e às características de vela leve do objeto interestelar `Oumuamua.

A partir de 2025, seremos capazes de procurar pedaços de esferas de Dyson quebradas com o Observatório Vera C. Rubin, no Chile, utilizando a sua câmara de 3,2 bilhões de pixels para pesquisar o céu meridional a cada 4 dias.

Diante deste novo observatório, o céu é o limite.

Fonte: avi-loeb.medium.com