Simulações revelam o lugar mais provável para uma civilização galáctica na Via Láctea

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Créditos: NASA / SOFIA / JPL-Caltech / ESA / Herschel.

Por Matthew Cimone
Publicado no Universe Today

A Via Láctea tem 13 bilhões de anos. Algumas das estrelas mais antigas da nossa galáxia nasceram perto do início do próprio Universo. Durante todas essas eras no tempo, sabemos que pelo menos uma civilização tecnológica nasceu – nós!

Mas se a galáxia é tão antiga e sabemos que pode criar vida, por que não ouvimos falar de mais ninguém?

Se outra civilização tivesse apenas 0,1 por cento da idade da galáxia, ela estaria milhões de anos à frente de nós e presumivelmente mais avançada. Se já estamos prestes a enviar vida a outros mundos, a Via Láctea não deveria estar repleta de naves alienígenas e colônias agora?

Pode ser. Mas também é possível que estejamos procurando no lugar errado. Simulações computacionais recentes por Jason T. Wright e seus colaboradores sugerem que o melhor lugar para procurar por antigas civilizações espaciais pode ser o centro da galáxia, um alvo relativamente inexplorado na busca por inteligência extraterrestre.

Animação mostrando o “povoamento” da galáxia. Os pontos brancos são estrelas instáveis, as esferas magenta são estrelas assentadas e os cubos brancos representam um navio de assentamento em trânsito. A estrutura espiral formada é devido ao cisalhamento galáctico conforme a onda de assentamento se expande. Uma vez que chegamos ao centro da Galáxia, a taxa de colonização aumenta dramaticamente. Crédito: Wright et al.

A rotatividade

Modelos matemáticos mais antigos de colonização espacial tentaram determinar o tempo necessário para uma civilização se espalhar pela Via Láctea. Dado o tamanho da Via Láctea, a colonização galáctica em larga escala pode levar mais tempo do que a própria idade da galáxia.

No entanto, uma característica única desta nova simulação é a contabilização do movimento das estrelas da galáxia. A Via Láctea não é estática, como presumido nos modelos anteriores, mas sim uma massa rodopiante. Navios de colonização ou sondas estariam voando entre estrelas que estão em movimento. A nova simulação revela que o movimento estelar auxilia na colonização, contribuindo com um efeito de difusão para a disseminação de uma civilização.

A simulação é baseada em pesquisas anteriores de Jonathan Carroll-Nellenback que propôs que uma civilização hipotética poderia se espalhar em velocidades abaixo da velocidade da luz através de uma galáxia em movimento. A simulação assume o papel de uma civilização usando naves viajando a velocidades comparáveis ​​à nossas próprias espaçonaves (cerca de 30 km/s).

Quando uma nave chega a um mundo habitável virtual na simulação, o mundo é considerado uma colônia e pode lançar outra nave a cada 100.000 anos se outro mundo desabitado estiver ao alcance.

O alcance da nave espacial simulada é de 10 anos-luz com duração máxima de viagem de 300.000 anos. A tecnologia de uma colônia virtual foi definida para durar 100 milhões de anos antes de perder a oportunidade de ser reassentada caso outra colônia passasse ao alcance pelo movimento galáctico.

Os resultados são dramáticos. A rotação da galáxia gera uma onda ou “frente” de colonização. Uma vez que a frente atinge o núcleo galáctico, a densidade do núcleo catalisa um rápido aumento na taxa de colonização. Mesmo com limites muito conservadores colocados na velocidade da nave espacial, a maioria da galáxia poderia ser colonizada em menos de um bilhão de anos – uma fração de sua idade total.

Linha de visão

Os resultados da simulação reafirmam propostas anteriores de Vishal Gajjar e seus colaboradores para examinar o centro galáctico em busca de sinais de vida. Não apenas o centro da galáxia pode ser colonizado rapidamente, mas também examinado de forma eficiente em busca de tecnologia.

Temos uma linha de visão direta para o centro da galáxia, que abrange a região mais densa do espaço em relação a nós. E como a galáxia se formou de dentro para fora, o centro é preenchido com planetas mais antigos que fornecem mais tempo para a vida evoluir.

O centro também serve como um lugar lógico para “comunicarmos” de e para – um ponto focal central da galáxia. Se você quiser enviar um sinal para o resto da galáxia, poderá fazer isso do centro para cobrir todo o disco da Via Láctea. Da mesma forma, se você quiser encontrar um sinal, pode olhar para o mesmo centro.

Gajjar e seus colaboradores também levantam a hipótese de que uma civilização avançada pode ser capaz de explorar a energia do buraco negro supermassivo central da Via Láctea para alimentar um farol de sinalização em toda a galáxia. Isso é o que eu chamo de um poderoso “olá”!

Uma visão da Terra em direção ao centro da galáxia capturada no Deserto de Mojave. Crédito: Matthew Cimone.

Então, por que tão quieto?

Ainda assim, nada disso responde à pergunta anterior – onde eles estão? Na verdade, a velocidade com que a galáxia pode ser colonizada complica o fato de não termos notícias de ninguém.

Além disso, Caroll-Nellenback e seus colaboradores observam também que durante a colonização, uma civilização avançada pode desenvolver novas tecnologias de propulsão encurtando o tempo necessário para se espalhar. E ainda, varreduras de rádio preliminares do núcleo galáctico não revelaram nenhum sinal.

Talvez o próprio silêncio seja uma resposta. A galáxia é tão antiga e com tanto tempo disponível para a vida se espalhar que alguns acreditam que o silêncio destrói qualquer esperança de encontrar alguém.

Mas ainda há esperança!

A simulação mostra que é possível que algumas partes da galáxia nunca sejam povoadas, apesar de eras de tempo. É uma questão de eficiência. Lembre-se de que você deseja colonizar nos intervalos mais curtos possíveis.

Com o passar do tempo, algumas colônias são perdidas talvez por esgotamento de recursos ou evento cataclísmico. Em vez de ir mais longe no espaço, as colônias optam por reabitar uma colônia morta a uma distância mais próxima.

Aglomerados de colônias habitadas se formam cercados por planetas desabitados que nunca são colonizados. Um “estado estacionário” é alcançado quando as regiões dos mundos habitáveis ​​da Via Láctea são simplesmente ineficientes demais para colonizar.

Existem outras possibilidades para explicar o silêncio também. Talvez civilizações duradouras sejam governadas pela sustentabilidade para crescer mais lentamente do que o previsto. Se houver várias civilizações colonizadoras, talvez elas estejam competindo por recursos ou mantenham distância umas das outras.

Talvez as civilizações tomem cuidado para não interferir em planetas habitados como o nosso (semelhante à Primeira Diretriz de Star Trek) ou sejam cautelosos com as incompatibilidades biológicas potenciais enfrentadas em outros mundos. Todas essas possibilidades podem explicar por que ainda não conhecemos ninguém… a menos que já tenhamos… não, sério.

Um passado enterrado

Carroll-Nellenback e seus colaboradores consideram um “horizonte temporal” – um ponto na história além do qual a Terra não reteria mais evidências de colonização anterior. Digamos, por exemplo, uma civilização alienígena galáctica pousou na Terra bilhões de anos atrás, viveu milhares de anos e depois morreu.

Depois de todo esse tempo, praticamente nenhuma evidência permaneceria de sua presença. Então, “nós” não encontramos uma civilização alienígena, mas é possível que a própria Terra tenha encontrado.

A simulação mostra que, dada a nossa localização na galáxia, há 89 por cento de probabilidade de que pelo menos um milhão de anos poderia passar sem visitas de naves interestelares – tempo potencialmente suficiente para apagar os sinais de colonização anterior.

O ponto é que entre a galáxia ser completamente colonizada, ou estar completamente vazia, a simulação demonstra que pode haver meio-termo – respostas válidas ao silêncio que ainda deixam espaço para vida extraterrestre tecnológica mesmo sem contato.

Vida globular?

Embora o centro da galáxia seja um reino futuro ideal para a pesquisa do SETI, existem outras regiões da galáxia que imitam as mesmas condições favoráveis ​​do centro – os aglomerados globulares.

Os aglomerados globulares (AG) são coleções massivas antigas de estrelas orbitando em torno do centro da galáxia a distâncias de dezenas de milhares de anos-luz. Relíquias de um período de intensa formação de estrelas catalisado por fusões de galáxias, existem cerca de 150 AGs conhecidos na Via Láctea com idades entre 10-13 bilhões de anos.

AGs são incrivelmente densos, com estrelas muito mais próximas umas das outras, em média, do que as encontradas no disco da Via Láctea. Ao considerar a viagem ou comunicação interestelar, normalmente estamos falando sobre milênios.

No entanto, uma civilização dentro de um AG experimentaria um tempo de viagem entre as estrelas da ordem de apenas alguns anos, com tempos de comunicação de meses ou mesmo semanas. O problema é que as densidades de AGs podem impactar negativamente a formação do planeta, bem como a estabilidade orbital dos planetas.

R. Di Stefano e A. Ray calculam o que chamam de “zona habitável de AG”. Geralmente usamos o termo “zona habitável” para descrever a distância que um planeta precisa para orbitar uma estrela a fim de manter as temperaturas da água líquida. A Terra reside na zona habitável do Sol (coisa boa para nós). Em vez de um raio bidimensional como a órbita de um planeta, uma zona habitável de AG é uma concha tridimensional orbitando em torno do centro do próprio aglomerado.

A parte interna da espessura da concha começa onde a densidade de AG cai para onde os sistemas solares podem sobreviver à interferência gravitacional de estrelas próximas. A gravidade de uma estrela próxima pode separar anéis de poeira planetários, interrompendo a criação de planetas. Outra estrela passando perto de um sistema também pode ejetar um planeta de sua estrela-mãe.

A borda externa da espessura da concha é definida por onde a densidade se torna tão baixa que a distância média entre as estrelas é maior que 10.000 UA (unidades astronômicas, representando a distância da Terra ao Sol em cerca de 150.000 km). 10.000 UA é igual a cerca de 2 meses-luz.

Após este ponto, as vantagens de estar no aglomerado – nomeadamente os curtos tempos de viagem e comunicação com as estrelas vizinhas – diminuem. A zona abrangida pela concha é o que Di Stefano e Ray chamam de “ponto ideal” do AG para colonização – sistemas estelares que estão próximos uns dos outros facilitando a rápida viagem/comunicação, mas não tão próximos que separem os sistemas uns dos outros.

Queremos que o ponto ideal de AG englobe principalmente estrelas de massa inferior que vivem mais. Por acaso, estrelas de baixa massa também têm as zonas solares habitáveis ​​de menor raio. Quanto mais próximo um planeta orbita sua estrela-mãe, menor é a probabilidade de ser arrancado por outra estrela.

Aglomerado globular M13. Créditos: Howard Trottier / Observatório Trottier da Universidade de Simon Fraser.

AGs também experimentam um fenômeno chamado “segregação em massa”, onde as estrelas mais massivas – e, portanto, as menos favoráveis ​​à habitabilidade no aglomerado – encontram-se gravitacionalmente atraídas em direção ao centro. Essa segregação, então, naturalmente classifica o aglomerado dos piores para os melhores sistemas de escolha do núcleo para a periferia.

Os resultados são favoráveis. Em um AG hipotético se aproximando de 100.000 massas solares, o ponto ideal abrange 40 por cento das estrelas G (anãs amarelas como nosso próprio Sol) e 15 por cento das estrelas K e M (anãs laranja e vermelhas) no aglomerado. São muitas estrelas.

Existe até a possibilidade de que planetas que foram ejetados de sistemas ainda possam hospedar uma civilização por causa da energia ambiente combinada que o planeta recebe de todas as estrelas do aglomerado – especialmente se a civilização tiver tecnologia avançada de captura de energia solar. Um mundo flutuante de alienígenas do espaço.

Apenas brincando com números, Di Stefano e Ray sugerem que mesmo que apenas 10 por cento das estrelas de AGs tenham planetas habitáveis, 1 por cento deles suportam vida inteligente e 1 por cento desses hospedam uma civilização capaz de comunicação, pelo menos uma civilização capaz de comunicação poderia existir em cada AG na Via Láctea.

Variáveis ​​semelhantes atribuídas à própria Via Láctea – com densidade estelar muito menor – resultariam em… uma civilização capaz de comunicação (provavelmente nós). Mudar as porcentagens para ser um pouco menos conservador significaria que mais civilizações poderiam existir no disco difuso, mas seriam separadas por distâncias massivas de mais de 300 anos-luz.

Se você estiver localizado em um AG, pode tentar se comunicar com o distante disco da Via Láctea. Nós, infelizmente, ainda não encontramos nenhuma evidência direta de que planetas existem em AGs. Nossas técnicas para encontrar exoplanetas são prejudicadas pela distância e pela densidade dos AGs. Mas isso não descarta a possibilidade. Se uma civilização existe em um AG, com acesso rápido a milhares de estrelas, Di Stefano e Ray dizem que a civilização seria essencialmente “imortal”.

Na verdade, enviamos uma mensagem para um AG – o lindo aglomerado globular M13. Localizado na constelação de Hércules, o aglomerado está a 22.000 anos-luz de distância, 145 anos-luz de diâmetro e é composto por cerca de 100.000 estrelas.

Em 1974, uma mensagem foi enviada ao M13 do radiotelescópio de Arecibo (que descanse em paz). A mensagem continha os números de 1 a 10, compostos químicos de DNA, uma figura gráfica de um humano, um gráfico do sistema solar e um gráfico do próprio radiotelescópio. O tempo total de transmissão foi de 3 minutos. Ainda tem alguns milhares de anos para chegar lá.

Provavelmente, a mensagem de baixa resolução não será discernível no momento em que chegar ao M13. Mas talvez um dia façamos contato com uma civilização que abrange toda a galáxia. Ou talvez NÓS nos tornemos uma civilização que abrange toda a galáxia. Para essa história, estou aguardando ansiosamente a adaptação para as telas da Série da Fundação de Asimov!