Les "Étoiles" les Plus Froides de la Galaxie Pourraient en Fait Être des Mégastructures Extraterrestres

États-Unis - Agence de presse Ekhbary

Les "Étoiles" les Plus Froides de la Galaxie Pourraient en Fait Être des Mégastructures Extraterrestres

Le concept de "sphère de Dyson" captive les scientifiques et les amateurs de science-fiction depuis que le physicien Freeman Dyson l'a proposé pour la première fois en 1960. Cette mégastructure théorique, imaginée comme un moyen pour une civilisation très avancée d'exploiter la production totale d'énergie de son étoile hôte, est devenue une cible privilégiée dans la recherche d'intelligence extraterrestre (SETI). Bien que l'idée d'une sphère de Dyson - ou, dans son interprétation plus moderne, d'un "essaim de Dyson" composé de nombreux composants plus petits - reste théorique, les astronomes cherchent activement des moyens de détecter de telles structures.

Un nouvel article, pré-publié sur arXiv et bientôt publié dans la revue *Universe*, explore précisément cette question. Auteur par Amirnezam Amiri de l'Université de l'Arkansas, cette recherche vise à identifier les types d'étoiles spécifiques autour desquels une sphère ou un essaim de Dyson est le plus susceptible d'être trouvé. Cette enquête pourrait affiner considérablement nos stratégies de recherche de signatures technologiques extraterrestres.

Sans surprise, l'une des principales candidates identifiées est l'étoile naine rouge. Ces étoiles sont le type le plus courant dans notre galaxie de la Voie Lactée et se caractérisent par leur taux de consommation de combustible nucléaire incroyablement lent. Cette lente combustion leur confère des durées de vie exceptionnellement longues, potentiellement sur des milliers de milliards d'années, dépassant de loin l'âge actuel de l'univers. De plus, les naines rouges sont relativement petites par rapport à notre Soleil. Selon l'étude, un essaim de Dyson pourrait théoriquement être construit autour d'une naine rouge à une distance de 0,05 à 0,3 unité astronomique (UA) de sa surface, présentant un coût matériel relativement faible.

Les naines blanches constituent une autre candidate intéressante, potentiellement encore plus avantageuse en termes de coûts matériels. Ce sont les restes denses et refroidis d'étoiles similaires à notre Soleil qui ont épuisé leur combustible nucléaire et se sont effondrées. Elles se contractent pour atteindre des rayons incroyablement petits, souvent autour de 1% de leur taille d'origine. Pour une naine blanche, un essaim de Dyson pourrait être situé beaucoup plus près, à seulement quelques millions de kilomètres de sa surface. Cette proximité réduirait considérablement les complexités d'ingénierie associées à la construction d'une structure aussi colossale autour d'une étoile plus grande. Les naines blanches émettent également de l'énergie avec une régularité remarquable sur des milliards d'années, offrant une source d'énergie stable et durable pour une civilisation avancée.

La clé pour identifier ces mégastructures potentielles réside dans la manière dont elles modifieraient les caractéristiques observables de leurs étoiles hôtes. Les astronomes utilisent généralement le diagramme de Hertzsprung-Russell (diagramme H-R), qui trace les étoiles en fonction de leur température et de leur luminosité, pour les classer. Cependant, une sphère de Dyson changerait fondamentalement l'apparence d'une étoile sur ce diagramme. Par définition, une sphère de Dyson capte la quasi-totalité de l'énergie rayonnée par l'étoile. Comme l'énergie ne peut être ni créée ni détruite, cette énergie capturée doit être réémise. La sphère elle-même rayonnerait cette énergie, principalement sous forme de chaleur ou de lumière infrarouge, plutôt que de lumière visible. Par conséquent, le système étoile-sphère de Dyson apparaîtrait de manière significativement différente d'une étoile non adornée.

Sur le diagramme H-R, une étoile enveloppée par une sphère de Dyson se déplacerait considérablement vers la droite, indiquant une température effective beaucoup plus basse. Bien que la luminosité totale puisse rester la même (car l'énergie est conservée et réémise), sa distribution spectrale changerait entièrement. La sphère émettrait l'énergie de l'étoile sous forme de rayonnement infrarouge. Étant donné que les diagrammes H-R utilisent souvent la luminosité bolométrique (production totale d'énergie sur toutes les longueurs d'onde), le système pourrait apparaître à la même position verticale, mais sa position horizontale indiquerait une température considérablement plus basse que celle de l'étoile elle-même. Une naine rouge typique se trouve dans le coin inférieur droit du diagramme H-R avec une température de surface d'environ 3 000 Kelvin (K). Une sphère de Dyson qui l'entoure, cependant, pourrait avoir une température effective aussi basse que 50 K. Une température aussi basse ne se trouve pas dans les étoiles naturelles, ce qui fait des objets présentant ces caractéristiques des candidats de choix pour la détection d'essaims de Dyson.

Une autre indication cruciale est l'absence de poussière. Les étoiles naturelles, en particulier celles avec des systèmes planétaires, présentent souvent des signatures spectrales de poussière de silicate, indicatives de disques circumstellaires. Une sphère de Dyson, étant une construction artificielle de panneaux lisses, manquerait de cette poussière environnante. L'analyse spectrographique d'un système stellaire abritant un essaim de Dyson apparaîtrait donc remarquablement "propre" de signatures de poussière.

Le modèle "essaim" reconnaît les immenses défis d'ingénierie liés à la construction d'une sphère complète et solide. Les calculs suggèrent que même pour les étoiles plus petites, une sphère solide est physiquement impossible en raison des contraintes matérielles et des forces gravitationnelles. Le concept d'essaim, avec ses espaces intentionnels entre les panneaux collecteurs ou ses variations d'épaisseur, rend la structure plus réalisable. Ces espaces, cependant, pourraient entraîner un comportement stellaire erratique. Lorsque l'essaim tourne, ces espaces provoqueraient des fluctuations dans la courbe de lumière observée - le schéma de luminosité au fil du temps - créant des motifs lumineux non naturels qui pourraient être détectés par les astronomes.

Le télescope spatial James Webb (JWST), avec sa sensibilité inégalée dans le spectre infrarouge, est idéalement placé pour détecter les signatures thermiques des sphères de Dyson. Des instruments plus anciens comme le Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) sont également utilisés dans cette recherche. Des recherches récentes, y compris les travaux du projet Hephaistos publiés en mai 2024, ont identifié sept candidats potentiels de sphères de Dyson parmi cinq millions d'étoiles, qui étaient toutes des naines rouges. Un candidat a été écarté plus tard en raison de la présence d'un trou noir supermassif en arrière-plan, qui imitait les lectures anormales. Néanmoins, cinq candidats restants méritent une enquête plus approfondie. Le nouvel article d'Amiri fournit aux astronomes un outil analytique amélioré, affinant les critères d'identification de ces signatures technologiques insaisissables et nous rapprochant d'une étape pour répondre potentiellement à la question : Sommes-nous seuls ?

Agence de presse Ekhbary