|
Самые холодные звезды могут быть сферами Дайсона
|
|
|
|
С тех пор как физик Фримен Дайсон впервые предложил эту концепцию в 1960 году, "сфера Дайсона" стала святым граалем для охотников за техническими сигнатурами. Высокоразвитая цивилизация могла бы построить "сферу" (или, в нашем более современном понимании, "рой" из более мелких компонентов) вокруг своей звезды-хозяина, чтобы собирать всю ее энергию. Мы знаем, по крайней мере теоретически, что такой рой может существовать, но как бы он выглядел на самом деле, если бы мы могли наблюдать его? Новая статья Амирнезама Амири (Amirnezam Amiri) из Университета Арканзаса, доступная на сервере предварительной печати arXiv и вскоре опубликованная в журнале Universe, посвящена этому вопросу и в процессе раскрывает типы звезд, вокруг которых их можно с наибольшей вероятностью обнаружить.
|
|
|
|
Возможно, неудивительно, что одним из таких типов звезд являются красные карлики. Наиболее распространенный тип звезд в Млечном Пути, они невероятно медленно сжигают свое ядерное топливо, что делает их чрезвычайно долгоживущими. Их продолжительность жизни оценивается в триллионы лет — намного больше, чем текущая продолжительность жизни Вселенной, — и они также относительно малы по сравнению с нашим собственным солнцем. Рой Дайсона можно было бы построить на расстоянии от 0,05 до 0,3 а.е. от его поверхности при относительно низкой стоимости материалов.
|
|
|
|
Белые карлики, возможно, еще выгоднее с точки зрения материальных затрат и представляют собой второй тип звезд, за которыми стоит следить. Это компактные мертвые остатки звезд, подобных нашему Солнцу, которые уменьшились до невероятно малого радиуса — около 1% от их первоначального размера. В этом сценарии рой Дайсона может быть создан всего в нескольких миллионах километров от поверхности звезды, что значительно облегчит инженерную задачу по созданию сверхмассивной структуры вокруг более крупной звезды. Они также стабильно излучают энергию в течение миллиардов лет, что, по сути, создает эффективный источник энергии с длительным сроком службы.
|
|
|
|
|
|
|
Но как на самом деле выглядели бы звезды, окруженные такими мегаструктурами? Астрономы обычно используют инструмент, называемый диаграммой Герцшпрунга-Рассела (H-R), для классификации звезд на основе их температуры и светимости. Однако, поскольку сфера Дайсона блокировала бы весь естественный свет звезды, это полностью изменило бы место на диаграмме, куда бы она падала. Энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, поэтому сама сфера должна была бы излучать из себя точно такое же количество излучения, какое излучает в нее звезда. Вместо этого она просто излучает тепло или инфракрасный свет. Таким образом, сферу Дайсона действительно можно рассматривать как оболочку, которая поглощает свет звезды, использует эту энергию для каких-то полезных целей, а затем выделяет ее в виде тепла.
|
|
|
|
При этом расположение звезды полностью смещается вправо — туда, где на диаграмме отображены более низкие температуры. Сама по себе светимость вообще не меняется, она просто смещается в инфракрасную область, и поскольку на диаграммах H-R используется болометрическая светимость (т.е. светимость во всех спектрах), она будет отображаться в том же вертикальном месте на диаграмме, что и любая звезда-хозяин, будь то красная или белый карлик.
|
|
|
|
Но главный вывод заключается в том, насколько правее должна была бы сместиться звезда. Типичный красный карлик, который изображен в правом нижнем углу диаграммы H-R, имеет температуру поверхности около 3000 тысяч градусов. В сфере Дайсона, окружающей звезду, температура упала бы до 50 К — на два порядка ниже. В этой области нет естественных звезд, что делает любой такой объект весьма интересным в качестве потенциального кандидата в рой Дайсона.
|
|
|
|
Еще одним фактором, указывающим на то, что объект может быть роем Дайсона, является отсутствие пыли. Звезда без сферы Дайсона, как правило, демонстрирует спектральную линию силикатного излучения, которая обычно ассоциируется с пылевыми дисками. Однако панели радиаторов не покрыты пылью, поэтому при наблюдении на спектрографе они выглядели бы удивительно "чистыми".
|
|
|
|
Следует отметить одну вещь — в методологии "роя", скорее всего, будут зазоры между некоторыми солнечными коллекторами или разная толщина в определенных частях роя. Это сделано для того, чтобы обеспечить физическую возможность выполнения требований к материалам — современные расчеты показывают, что даже при относительно небольших радиусах создать настоящую полную сферу Дайсона физически невозможно. В случае наличия этих небольших промежутков звезда вела бы себя чрезвычайно неустойчиво, с неестественными кривыми блеска при вращении структуры.
|
|
|
|
Поскольку космический телескоп Джеймса Уэбба специализируется на инфракрасном излучении, он отлично подходит для наблюдения за такого рода структурами. Но даже более старые телескопы, такие как WISE, активно используются для их поиска. В мае 2024 года в статье, посвященной работе проекта "Гефестос", были определены семь сильных кандидатов в сферу Дайсона (все красные карлики) из каталога, насчитывающего 5 миллионов звезд.
|
|
|
|
Одна из них была исключена в качестве возможного источника, поскольку на заднем плане вокруг звезды находилась сверхмассивная черная дыра, идеально расположенная на заднем плане, что объясняет аномальные показания. Но остается еще пять потенциальных кандидатов, которые заслуживают более пристального наблюдения. Эта новая статья добавит астрономам еще один инструмент для понимания того, что нужно искать, чтобы однажды найти один из этих неуловимых техносигнатур.
|
|
|
|
Источник
|
