Nauja analizė rodo, kad hipotetinės ateivių megastruktūros, skirtos rinkti žvaigždžių energiją ar net keisti pačių žvaigždžių orbitas, gali būti fiziškai įmanomos. Tokios idėjos seniai maitina mokslinę fantastiką, tačiau šįkart jos nagrinėjamos remiantis fizikos dėsniais.

Dar daugiau – tinkamai suprojektuotos tokios konstrukcijos teoriškai galėtų išlikti stabilios neįsivaizduojamai ilgai. Tai reikštų, kad net ir išnykus jas sukūrusiai civilizacijai, pačios megastruktūros galėtų išlikti kaip ilgalaikiai reliktai kosmose.

Tokie objektai galėtų skleisti išskirtinius technosignatūrų požymius – signalus ar stebimus reiškinius, kurie leistų astronomams ieškoti civilizacijų, pasiekusių aukštą energijos panaudojimo lygį pagal vadinamąją Kardaševo skalę, kurioje civilizacijos vertinamos pagal gebėjimą panaudoti energijos išteklius.

Šias išvadas savo darbe pateikė Glazgo universiteto inžinerijos mokslininkas Colinas McInnesas. Jis pristato supaprastintą pasyviai stabilių megastruktūrų, tokių kaip žvaigždžių „varikliai“ ar „Dysono burbulai“, koncepciją ir aptaria sąlygas, kuriomis jos galėtų išlikti stabilios be aktyvaus valdymo.

Mokslininkai ir fantastikos kūrėjai žvaigždžių variklius įsivaizduoja kaip milžiniškas atspindinčias struktūras, gravitaciškai susietas su žvaigžde. Paprasčiausias modelis – plokščias diskas, tačiau tyrime teigiama, kad stabilesnis variantas galėtų būti konstrukcija, paremta žiedu.

Teoriškai tokie „varikliai“ naudotų žvaigždės spinduliuotės slėgį tam, kad pakeistų žvaigždės orbitą ir ilgainiui „stumtų“ visą planetų sistemą per kosmosą – pavyzdžiui, siekiant išvengti katastrofiškų kosminių įvykių.

Kita idėja – Dysono burbulas. Tai aplink žvaigždę išdėstytas tankus atspindinčių objektų spiečius, skirtas surinkti kuo daugiau žvaigždės skleidžiamos šviesos ir energijos. Tokia sistema teoriškai suteiktų nepalyginamai daugiau energijos nei bet kuris planetinis procesas.

Tyrime primenama ir platesnė motyvacija: bet kuri ilgai egzistuojanti civilizacija anksčiau ar vėliau susiduria su resursų ar laiko ribotumu.

Pavyzdžiui, Saulė palaipsniui ryškės, o tolimoje ateityje Žemę gali paversti netinkama gyvybei. Dėl to itin pažengusioms civilizacijoms galėtų prireikti milžiniškų energijos kiekių – planetų pertvarkymui, dangaus kūnų orbitų keitimui ar tarpžvaigždinėms kelionėms.

Esminis klausimas, kurį kelia analizė: ar tokios gigantiškos konstrukcijos galėtų išlikti stabilios „pačios iš savęs“, nereikalaujant nuolatinės aktyvios kontrolės, kuri neleistų joms įkristi į žvaigždę.

Ieškodamas atsakymo, C. McInnesas atliko skaičiavimus, kuriuose megastruktūros vertinamos kaip trimatės struktūros, o ne kaip taškinės masės be matmenų.

Rezultatai rodo, kad žvaigždžių varikliai su tolygiai pasiskirsčiusia mase būtų nestabilūs. Vis dėlto jie galėtų tapti pasyviai stabilūs, jei didžioji masės dalis būtų sutelkta žiede, laikančiame atspindintį elementą – tarsi konstrukcija būtų panašesnė į tamburiną nei į plokščią lėkštę.

Panašiai ir statiški Dysono burbulai iš prigimties galėtų būti nestabilūs, tačiau teorinis stabilumas įmanomas, jei sistema sudaryta iš milžiniško skaičiaus mažos masės atspindinčių objektų. Tokiu atveju susiformuotų debesies pavidalo struktūra, kuri būtų pakankamai reta, bet tuo pačiu pakankamai tanki, kad jos pačios gravitacija ir žvaigždės poveikis galėtų susibalansuoti.

„Žvaigždžių variklį iš principo galima stabilizuoti naudojant žiedinę konfigūraciją, o Dysono burbulas iš principo gali būti stabilus, jei labai didelis atspindžių skaičius išdėstomas tankiame debesyje“, – rašoma C. McInneso darbe.

Ilgalaikio stabilumo prielaida kelia ir dar vieną intriguojančią galimybę: Visata yra sena ir chaotiška, todėl net labai pažengusias būtybes galėtų „pergyventi“ jų pačių kūriniai. Tokiu atveju astronomai teoriškai galėtų aptikti seniai apleistas megastruktūras, likusias kaip civilizacijos technologinio pajėgumo ženklas.

Nors šios idėjos išlieka spekuliatyvios, tyrėjas pabrėžia, kad skaičiavimai remiasi fizikos dėsniais, todėl jie gali padėti suprasti, kokių požymių verta ieškoti bandant aptikti nežemiškas civilizacijas.

Pasak autoriaus, žvaigždžių megastruktūros galėtų sukelti infraraudonosios spinduliuotės perteklių – netikėtai didelį infraraudonąjį signalą, neatitinkantį to, ko būtų tikimasi pagal konkrečios žvaigždės savybes. Taip pat jos galėtų lemti kitokius neįprastus pokyčius žvaigždės spektriniame „piršto atspaude“.

„Nors tokios iniciatyvos akivaizdžiai spekuliatyvios, itin didelių struktūrų orbitinės dinamikos supratimas, ypač pasyvios stabilumo sąlygos, gali suteikti įžvalgų apie galimas technosignatūrų savybes SETI tyrimuose“, – daro išvadą C. McInnesas.

Tyrimas publikuotas leidinyje „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“.