Col tempo, ogni civiltà stellare dovrà migrare verso un’altra stella. La zona abitabile che circonda ogni stella cambia man mano che essa invecchia. Se le civiltà tecnologiche a lungo termine sono anche solo plausibili nel nostro Universo, la migrazione diventerà inevitabile.
Potrebbero le Intelligenze Extraterrestri (ETI) utilizzare le stelle stesse come motori stellari durante le loro migrazioni?
In termini generali, un motore stellare utilizza una stella per generare lavoro. Un esempio semplice è quello dei pannelli solari, i quali sfruttano la radiazione del Sole per generare energia elettrica che utilizziamo per svolgere lavoro. Ma l’idea in scala maggiore è quella di usare la stella per produrre spinta. Questa spinta potrebbe servire a muovere la stella stessa. Un’ETI capace di realizzare ciò sarebbe una civiltà di Tipo II sulla Scala di Kardashev.
Per molti di noi, sembra un’idea straordinariamente improbabile. Ma chi può dire cosa ci sia là fuori? Se un’ETI riesce a sopravvivere abbastanza a lungo, potrebbe diventare una civiltà di Tipo II.
L’idea del motore stellare risale allo scrittore di fantascienza Olaf Stapledon. Un paio di decenni dopo Stapledon, l’astronomo Fritz Zwicky discusse anche dell’idea di manipolare le stelle con tecnologie avanzate, persino trasformandole in astronavi. Negli anni successivi, l’idea è rimasta viva e altri ricercatori vi hanno approfondito. Nel 1988, Leonid Shakdov sviluppò il primo modello dettagliato di motore stellare chiamato Shakdov Thruster.
In una nuova ricerca, Clement Vidal, della Vrije Universiteit di Bruxelles, Belgio, esamina come una civiltà avanzata potrebbe utilizzare un sistema binario come motore stellare. L’articolo è intitolato “Il Motore Stellare Ragno: un Design Extraterrestre Completamente Manovrabile?“
“Poiché circa la metà delle stelle nella nostra galassia si trova in sistemi binari dove la vita potrebbe svilupparsi, introduciamo un modello di motore stellare binario,” scrive Vidal. “Applichiamo il modello a sistemi-candidati, pulsar ragno, che sono stelle binarie composte da un pulsar millisecondo e una compagna a massa molto bassa che è fortemente irradiata dal vento del pulsar.”
Vidal si concentra sulle tecnosignature dei motori stellari. La ricerca si è concentrata sulle stelle iperveloci come potenziali tecnosignature di motori stellari poiché sono facilmente osservabili. Altri ricercatori hanno anche proposto concezioni alternative per i motori stellari, ma secondo Vidal, queste sono “poco correlate alle tecnosignature osservabili.”
Il principale obiettivo di Vidal in questo lavoro è determinare quali tipi di tecnosignature potrebbe emettere un motore stellare binario. Discuterà quali firma potenziale potrebbe essere emessa da accelerazione, decelerazione, manovre di pilotaggio e manovre di assistenza gravitazionale o cattura. Tuttavia, a differenza di alcuni altri ricercatori, si concentra su un tipo specifico di sistema binario: i pulsar ragno, che sono una sottocategoria dei pulsar binari millisecondo.
I pulsar sono ciò che rimane di alcune stelle massicce. Alla fine della loro vita, alcune stelle massicce collassano per formare stelle di neutroni. Quando queste stelle di neutroni ruotano rapidamente, producono fasci di radiazione dai loro poli. Se la radiazione è diretta verso la Terra, possiamo osservare i cambiamenti di energia. Questi impulsi hanno un tempismo estremamente preciso e gli astronomi li usano per determinare le distanze cosmiche.
Un pulsar ragno è un pulsar con un compagno, di solito una nana rossa, una nana bruna o anche un oggetto di massa planetaria. Si chiamano pulsar ragno perché sembra che il pulsar tesse una rete di fasci di radiazione potenti che strappano via la massa del compagno, distruggendolo alla fine.
Impressione artistica di un pulsar noto come “Vedova Nera” PSR B1957+20 (visibile sullo sfondo) attraverso una nube di gas che avvolge la sua compagna nana bruna. Credito: Dr. Mark A. Garlick; Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics, Università di Toronto.
Il documento di Vidal descrive il carico come un pulsar con circa 1.8 masse solari e il propellente come la sua compagna a bassa massa con un valore compreso tra 0.01 e 0.7 masse solari.
Essenzialmente, il sistema binario gravizionalmente legato è il veicolo, e la stella compagna più piccola è il propellente. Il pulsar ragno genera spinta espellendo propellente dal sistema gravitazionale, e il propellente è la materia strappata al compagno.
La coppia binaria orbita attorno a un centro di gravità comune. L’idea alla base di questo motore stellare binario (BSE) è che, mentre orbitano, la radiazione del pulsar colpisce la stella compagna o propellente. Un binario stretto è più efficace perché più il pulsar è vicino al propellente, maggiore è la spinta generata. L’assunzione è che una civiltà di Tipo II avrà la tecnologia per moderare questa spinta per servire i propri scopi, temporizzando la radiazione e riscaldando gli strati esterni della stella propellente con radiazione X o gamma.
Per decelerare, il BSE produrrebbe una spinta attiva nella direzione opposta al movimento. Potrebbe anche utilizzare una vela magnetica passiva dispiegata dal pulsar per trasferire impulso al mezzo interstellare.
Il BSE guida selettivamente evaporando la stella durante le diverse fasi orbitali. “Per scegliere una direzione, è sufficiente evaporare la stella compagna una volta per orbita, a una specifica fase orbitale, per creare una spinta costante in una direzione,” spiega Vidal.
I pannelli superiori mostrano il BSE in diverse configurazioni, con la parte superiore che indica la direzione del viaggio. (a) Il BSE è in modalità accelerazione. (b) Il BSE sta virando a sinistra. (c) Il BSE sta decelerando. (d) è una vista laterale che mostra cambiamenti nel piano orbitale attraverso il riscaldamento asimmetrico del compagno, che crea una forza di sollevamento rispetto al piano orbitale. La separazione binaria non è in scala. Credito Immagine: Vidal et al. 2024.
Queste varie manovre e manipolazioni con il BSE emetterebbero tecnosignature. Gli astronomi hanno osservato qualche candidato BSE nella Via Lattea? Possibilmente.
“Potrebbe la nostra galassia ospitare un tipo di motore stellare binario completamente manovrabile che abbiamo proposto? Questa è un’ipotesi plausibile nel contesto dell’ipotesi stellivora, che reinterpreta alcune stelle binarie accretive osservate come civiltà avanzate che si nutrono di stelle,” scrive Vidal.
Una stellivora è un tipo ipotetico di civiltà proposto per la prima volta da Vidal che ha la tecnologia per consumare la propria stella tramite accrescimento. Usano l’energia della stella per sostenere la loro esistenza. Vidal scrive che invece di consumare l’energia, potrebbero usarla per migrare verso una posizione più favorevole nella galassia.
“Per la maggior parte del tempo, una civiltà stellivora consumerebbe la propria stella tramite accrescimento. Tuttavia, l’energia non è mai eterna e, invece di mangiare la propria stella fino alla fine e morire, una civiltà stellivora userebbe la sua stella compagna a bassa massa come carburante non da essere accresciuto, ma da essere evaporato per creare spinta e viaggiare verso una stella nelle vicinanze,” spiega Vidal.
Questo ci porta ai pulsar ragno. Piuttosto che accrescere materiale, un pulsar ragno sembra evaporare il suo compagno propellente.
Ci sono due tipi di pulsar ragno: Vedove Nere e Redblack. La distinzione sta nella massa del compagno. In una vedova nera (BW), il compagno ha meno di 0.1 masse stellari. In un redblack, il compagno è compreso tra 0.1 e 0.7 masse stellari. I pulsar ragno sono diversi dagli altri pulsar binari perché evaporano i loro compagni piuttosto che accrescerli. Quando i pulsar accrescono troppo materiale, possono formare buchi neri. I pulsar ragno non corrono lo stesso destino. Vidal chiama questi motori stellari ragno (SSE) piuttosto che motori stellari binari (BSE).
I pannelli in questa figura mostrano PSR J1959+2048, l’originale pulsar vedova nera. A sinistra: il pulsar BW (in blu) è tracciato nel piano RA-DEC, e il suo vettore di moto proprio è visualizzato finché non raggiunge un incontro ravvicinato con una stella bersaglio, in arancione. In mezzo: una vista X-ray di Chandra del pulsar BW, che mostra una coda simile a quella di una cometa; la stella bersaglio candidata è anche visibile in basso a destra (visualizzazione con ESASky). A destra: l’immagine composita a destra mostra la coda X-ray (in rosso/bianco) e uno shock d’onda visibile nell’ottico (verde). Credito: X-ray: NASA/CXC/ASTRON/B. Stappers et al.; Ottico: AAO/J.Bland-Hawthorn & H. Jones.
I ricercatori precedenti hanno studiato l’originale BW, e Vidal scrive: “… il movimento 3D del sistema sembra quasi allineato con l’asse di rotazione del MSP.” Questo si adatta all’interpretazione SSE perché questo allineamento perfetto è necessario per produrre la massima spinta. Una civiltà stellivora avrebbe una destinazione in mente, e Vidal afferma di aver trovato una potenziale destinazione per l’originale pulsar vedova nera. Dice che il pulsar raggiungerà questa stella bersaglio in circa 420 anni, pur riconoscendo l’incertezza in questa determinazione.
PSR J1959+2048, l’originale BW, modula anche se stesso, il che potrebbe essere interpretato come pilotaggio. Tuttavia, mostra anche altre caratteristiche e moderazione che mettono in dubbio l’interpretazione del ‘pilotaggio’.
In ultima analisi, il SSE di Vidal potrebbe avere un ciclo di attività più breve rispetto ad altri motori stellari proposti, limitandone l’utilità. Tuttavia, ha vantaggi nel pilotaggio rispetto ad altri. “Trasponendolo su scala minore, potrebbe anche essere un design ispiratore per soluzioni avanzate di propulsione o per scopi di difesa planetaria, come deviare asteroidi,” scrive Vidal.
Questa idea potrebbe sembrare assurda per alcuni, ma è irrilevante. Molte idee nella storia sembravano preposterose fino a quando non lo erano più.
Vidal non sta affermando che stiamo osservando le tecnosignature dei motori stellari. Sostiene che valga la pena perseguire l’idea di osservarle. Considera questi candidati e le previsioni di come potrebbero apparire i loro segnali come indizi e punti di partenza per ulteriori indagini.
“I pulsar ragno offrono quindi candidati osservabili per le tecnosignature dei motori stellari, con decenni di dati, studi attivi che scoprono, modellano e monitorano questi brillanti sistemi,” conclude.