|
Какова продолжительность жизни мегароя Дайсона
|
|
|
|
В 2015 году астроном Табета Бояджян (Tabetha Boyajian) и ее коллеги объявили об открытии необычных световых колебаний, исходящих от звезды, находящейся на расстоянии около 1500 световых лет. Она стала известна как "звезда Табби" или "звезда Бояджяна", и необычные изменения в освещении, передаваемом на Землю, быстро привлекли внимание.
|
|
|
|
Среди других предположений была тщательно изучена идея о мегаструктуре вокруг звезды, такой как рой Дайсона, прежде чем ее исключили как причину необычного затемнения, хотя причина долгосрочной тенденции все еще остается неизвестной.
|
|
|
|
Однако идея мегаструктур, построенных развитыми цивилизациями вокруг звезд, по-прежнему представляет интерес. В исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal, Брайан К. Лэки из проекта Breakthrough Listen в Оксфорде, Великобритания, задается вопросом: "Даже если каждая отдельная звезда в какой-то момент своего существования является домом для разумной жизни, шансы на то, что мы их увидим, невелики, если только срок службы техносигнатур не составляет много миллионов лет". Но он продолжает: "Если они недолговечны, могут ли некоторые техносигналы значительно пережить своих создателей?"
|
|
|
|
По мере развития земных цивилизаций им требовалось все большее количество энергии, и, вероятно, это будет справедливо и для других цивилизаций во Вселенной.
|
|
|
|
|
|
|
После использования всех источников звездного света на своей планете инопланетяне могут попытаться использовать всю энергию своей звезды, построив вокруг нее захватывающую мегаструктуру, такую как сфера Дайсона, тонкая оболочка, созданная путем разборки планет и других массивных тел в их Солнечной системе.
|
|
|
|
Когда Дайсон исследовал эту концепцию в 1960 году — приписав оригинальную идею британскому писателю—фантасту Олафу Стэплдону в 1937 году, - он утверждал, что жесткая оболочка будет неустойчивой, что было математически доказано в 1985 году; гравитационная нестабильность и материальные напряжения намного превосходят самые прочные материалы и быстро разрушат ее.
|
|
|
|
Однако вместо этого можно было бы построить "рой Дайсона" - мегаструктуру, состоящую из частей оболочки, спутников, функционирующих в качестве орбитальных сред обитания или коллекторов солнечной энергии.
|
|
|
|
Если бы мегасолнце Дайсона в нашей Солнечной системе покрыло хотя бы одну десятую часть 1% площади сферы на расстоянии Земля-Солнце, оно все равно потребляло бы в два миллиона раз больше солнечной энергии по сравнению со всеми солнечными лучами, падающими только на Землю.
|
|
|
|
Когда "доля покрытия" роя приблизится к 1, цивилизация станет населением второго типа по энергетической шкале Кардашева, обладающим огромным количеством доступной энергии.
|
|
|
|
Есть еще одна причина, по которой биологический вид может построить мегасигнал — он служит техносигналом, который сообщает о своем присутствии другим обитателям галактики, преодолевая не только космические расстояния, но и, даже если цивилизация исчезнет, целые эпохи времени.
|
|
|
|
Участки оболочки могут иметь различную форму, которая частично скроет исходящий свет их звезды, подобно популярному методу определения кривой блеска, с помощью которого астрономы открывают большинство известных экзопланет. Но если их технические возможности или вся цивилизация исчезнут, как долго будет сохраняться мегасолнце?
|
|
|
|
Любое такое мегасолнце нуждалось бы в системе управления наведением, активной или автоматизированной, поскольку оно было бы подвержено столкновениям между своими элементами, поскольку другие тела в его Солнечной системе оказывали бы на каждый элемент несколько иные силы.
|
|
|
|
Если система управления начнет частично или полностью выходить из строя — что, по—видимому, неизбежно из-за технологических сбоев, - гравитационная нестабильность приведет к столкновениям между членами роя, а затем, в конечном счете, к каскаду столкновений, подобных тому, как космический мусор сталкивается (и будет сталкиваться чаще) на орбите Земли, что приведет к катастрофе. растущее как снежный ком число столкновений называется синдромом Кесслера, если только не будет уменьшено количество космического мусора за счет уборки.
|
|
|
|
Lacki использует тщательные и творческие геометрические и динамические рассуждения для аналитического описания и прогнозирования эволюции элементов потенциального мегасолнца. Поскольку по крайней мере один элемент в рое затеняющих, транзитных элементов должен быть виден под любым углом, в нем должно быть минимальное количество элементов (размером с планеты, но намного меньше), которое зависит от их расстояния от звезды и радиуса звезды; для звезды, являющейся близнецом Солнца, требуется не менее 340 элементов.
|
|
|
|
Для такого минимального роя, элементы которого рандомизированы по скорости, Лаки подсчитал, что среднее время между столкновениями элементов составило бы миллион лет, но, поскольку несколько столкновений происходят задолго до среднего времени, наступает время "каскада" столкновений, когда рой превращается в осколки и пыль, составляет всего 41 000 лет.
|
|
|
|
Это не так уж много, если, скажем, цель будущего роя, созданного человеком, состоит в том, чтобы оповещать галактику о нашем присутствии еще долго после того, как мы исчезнем. "Даже если бы каждый аналог солнечной системы принимал один из этих роев на расстоянии 1 а.е. (астрономическая единица) один раз в течение своего срока службы, - пишет Лэки, - можно было бы ожидать, что только у одного из двадцати тысяч все еще будет такой рой, если они не будут активно поддерживаться".
|
|
|
|
Время разрушения каскадного роя значительно увеличивается с увеличением радиуса звезды: для красного гиганта с массой в одну солнечную и радиусом, в 25 раз превышающим радиус Солнца, оно увеличивается до 5,3 миллиарда лет, при этом минимальный состав роя составляет 4800 элементов. В отличие от этого, М-карлик (красный карлик), масса и радиус которого, соответственно, в 0,2 и 0,1 раза больше солнечного, будет иметь 11 минимальных затмений и фрагментацию всего за четыре месяца.
|
|
|
|
Лаки обнаружил, что лучшим решением было бы расположить элементы по кольцам вокруг звезды, увеличивая радиус колец, точно так же, как спутники Земли находятся на разных высотах, от низкой околоземной орбиты до геосинхронной орбиты. Тогда можно было бы ожидать внутриполосных столкновений в течение десятков тысяч лет.
|
|
|
|
В любом случае, заключает Лэки, "ожидается, что звездные мегазаряды, не требующие технического обслуживания, в большинстве случаев будут уничтожены в течение нескольких миллионов лет", что, как он отмечает, примерно соответствует тому, сколько времени потребовалось бы внеземному разуму, чтобы распространиться по галактике.
|
|
|
|
Среди сил, которые могли бы привести к уничтожению крупных мегазарядов, - радиационное давление звезды, ее сжатость и гравитационные возмущения от других тел Солнечной системы. Например, по расчетам Лаки, Юпитер вызвал бы разрушение мегасолнца на орбите Земли всего за несколько сотен тысяч лет.
|
|
|
|
Он предполагает, что развитая цивилизация, особенно если она использует свой рой для получения солнечной энергии, как это сделала бы цивилизация Кардашева II, вполне может удалить все планеты и астероиды из своей солнечной системы, чтобы свести к минимуму вероятность разрушения роя из-за гравитационных возмущений.
|
|
|
|
Цивилизация Кардешева III, стремящаяся захватить весь звездный свет своей галактики, может лишить ее всех планет, оставив ее бесплодной и лишенной жизни. Как только галактическое мегасолнце будет уничтожено, не будет возможности возобновления жизни где-либо в этом огромном регионе космоса.
|
|
|
|
Источник
|
