Самые Холодные "Звезды" Галактики Могут Оказаться Инопланетными Мегаструктурами

США - Информационное агентство Эхбари

Самые Холодные "Звезды" Галактики Могут Оказаться Инопланетными Мегаструктурами

Концепция "сферы Дайсона" пленила ученых и любителей научной фантастики с тех пор, как физик Фримен Дайсон впервые предложил ее в 1960 году. Эта теоретическая мегаструктура, задуманная как способ для высокоразвитой цивилизации использовать полную энергию своей звезды-хозяина, стала главной целью в поиске внеземного разума (SETI). Хотя идея сферы Дайсона - или, в более современной интерпретации, "роя Дайсона", состоящего из множества более мелких компонентов - остается теоретической, астрономы активно ищут способы обнаружения таких структур.

Новая статья, предварительно опубликованная на arXiv и готовящаяся к публикации в журнале *Universe*, посвящена именно этому вопросу. Автор, Амирнезам Амири из Университета Арканзаса, стремится определить конкретные типы звезд, вокруг которых с наибольшей вероятностью может быть найдена сфера или рой Дайсона. Это исследование может значительно уточнить наши стратегии поиска внеземных технологических подписей.

Неудивительно, что одним из основных кандидатов является звезда Красный карлик. Эти звезды являются наиболее распространенным типом в нашей галактике Млечный Путь и характеризуются чрезвычайно медленным потреблением ядерного топлива. Этот медленный процесс горения обеспечивает им исключительно долгую продолжительность жизни, потенциально триллионы лет - намного больше, чем текущий возраст Вселенной. Кроме того, красные карлики относительно малы по сравнению с нашим Солнцем. Согласно исследованию, рой Дайсона теоретически может быть построен вокруг красного карлика на расстоянии от 0,05 до 0,3 астрономических единицы (а.е.) от его поверхности, что представляет относительно низкую стоимость материалов.

Белые карлики представляют собой еще одного убедительного кандидата, потенциально даже более выгодного с точки зрения стоимости материалов. Это плотные, остывающие остатки звезд, подобных нашему Солнцу, которые исчерпали свое ядерное топливо и коллапсировали. Они сжимаются до невероятно малых радиусов, часто составляющих всего 1% от их первоначального размера. Для белого карлика рой Дайсона может быть расположен гораздо ближе - всего в нескольких миллионах километров от его поверхности. Такая близость значительно снизила бы инженерные сложности, связанные с постройкой такой колоссальной структуры вокруг большей звезды. Белые карлики также излучают энергию с замечательной стабильностью на протяжении миллиардов лет, предлагая стабильный, долговечный источник энергии для развитой цивилизации.

Ключ к идентификации этих потенциальных мегаструктур заключается в том, как они изменят наблюдаемые характеристики своих звезд-хозяев. Астрономы обычно используют диаграмму Герцшпрунга-Рассела (диаграмма Г-Р), которая отображает звезды в зависимости от их температуры и светимости, для их классификации. Однако сфера Дайсона коренным образом изменит внешний вид звезды на этой диаграмме. По определению, сфера Дайсона улавливает почти всю энергию, излучаемую звездой. Поскольку энергия не может быть создана или уничтожена, эта уловленная энергия должна быть переизлучена. Сама сфера будет излучать эту энергию, в основном в виде тепла или инфракрасного света, а не видимого света. Следовательно, система "звезда-сфера Дайсона" будет выглядеть значительно иначе, чем неприкрытая звезда.

На диаграмме Г-Р звезда, окутанная сферой Дайсона, сместится значительно вправо, указывая на гораздо более низкую эффективную температуру. Хотя общая светимость может остаться прежней (поскольку энергия сохраняется и переизлучается), ее спектральное распределение полностью изменится. Сфера будет излучать энергию звезды в виде инфракрасного излучения. Поскольку диаграммы Г-Р часто используют болометрическую светимость (общий выход энергии по всем длинам волн), система может отображаться на той же вертикальной позиции, но ее горизонтальная позиция будет указывать на значительно более низкую температуру, чем у самой звезды. Типичный красный карлик находится в правом нижнем углу диаграммы Г-Р с температурой поверхности около 3000 Кельвинов (К). Сфера Дайсона, окружающая его, однако, может иметь эффективную температуру всего 50 К. Такая низкая температура не встречается у естественных звезд, что делает объекты, демонстрирующие эти характеристики, первоклассными кандидатами для обнаружения роев Дайсона.

Еще одним важным показателем является отсутствие пыли. Естественные звезды, особенно с планетарными системами, часто имеют спектральные признаки силикатной пыли, указывающие на околозвездные диски. Сфера Дайсона, будучи искусственной конструкцией из гладких панелей, будет лишена этой окружающей пыли. Спектрографический анализ звездной системы, содержащей рой Дайсона, будет поэтому выглядеть на удивление "чистым" от пылевых сигнатур.

Модель "роя" признает огромные инженерные проблемы построения полной, сплошной сферы. Расчеты показывают, что даже для меньших звезд сплошная сфера физически невозможна из-за материальных напряжений и гравитационных сил. Концепция роя, с его намеренными зазорами между панелями коллектора или вариациями толщины, делает структуру более осуществимой. Эти зазоры, однако, могут привести к непредсказуемому звездному поведению. При вращении роя эти зазоры вызовут колебания в наблюдаемой кривой блеска - закономерности яркости во времени - создавая неестественные световые картины, которые могут быть обнаружены астрономами.

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), с его непревзойденной чувствительностью в инфракрасном диапазоне, идеально подходит для обнаружения тепловых сигнатур сфер Дайсона. Более старые инструменты, такие как Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), также используются в этом поиске. Недавние исследования, включая работу проекта "Гефест" (Project Hephaistos), опубликованную в мае 2024 года, выявили семь потенциальных кандидатов на сферы Дайсона среди пяти миллионов звезд, все из которых были красными карликами. Один кандидат был позже исключен из-за присутствия сверхмассивной черной дыры на заднем плане, которая имитировала аномальные показания. Тем не менее, пять оставшихся кандидатов заслуживают дальнейшего расследования. Новая статья Амири предоставляет астрономам усовершенствованный аналитический инструмент, уточняя критерии для идентификации этих неуловимых техносигнатур и приближая нас на один шаг к возможному ответу на вопрос: одиноки ли мы?

Информационное агентство Эхбари