Там живут пришельцы! Что такое сфера Дайсона и при чем тут белые карлики

Дайсон описал идею своей мегаструктуры в статье Поиск искусственных звездных источников инфракрасного излучения, опубликованной в журнале Science в 1960 году. Физик предположил, что сферу могут использовать развитые цивилизации во Вселенной, и обнаружение доказательств существования таких структур может привести к открытию разумной жизни в нашей галактике.

«Твердая оболочка или кольцо, окружающее звезду, механически невозможны. Форма биосферы, которую я себе представлял, состоит из разрозненного скопления или роя объектов, движущихся по независимым орбитам вокруг звезды», — писал Дайсон.

Похожую идею высказывал теоретик космонавтики Константин Циолковский в своей книге Грезы о Земле и небе. Хотя сам Циолковский писал, что создание подобной структуры невозможно, и применимо только к малым астероидам, у которых нет атмосферы.

«Образование вокруг больших планет колец, подобных тем, которые имеет Сатурн, немыслимо, вследствие громадных скоростей, которые им нужно дать, чтобы они не могли упасть на планету (или разрушиться от тяжести), а также вследствие сопротивления планетных атмосфер (откуда придется начать процесс движения)», — писал ученый еще в 1894 году.

Именно разрушение гипотетической сферы под воздействием силы притяжения Солнца стало главным аргументом против идеи Дайсона. Не говоря уже о сложностях создания такой структуры.

Тот факт, что астрофизики до сих пор не обнаружили следы сфер Дайсона является одним из подтверждений парадокса Ферми, согласно которому нет никаких доказательств существования технологически развитых цивилизации в обозримой нам Вселенной.

Проблема белых карликов

Еще один аргумент против идеи сферы Дайсона — ограниченное время жизни любой звезды. По подсчетам ученых, примерно через 5,4 млрд лет Солнце перейдет в стадию красного гиганта и начнет стремительно увеличиваться в размерах, постепенно уничтожая все планеты своей системы.

После этого Солнце превратиться в белого карлика, не оставляя никаких шансов на продолжение жизни ближайшим остаткам планет.

Согласно результатам нового исследования ученых из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, инопланетные цивилизации не могли строить сферы Дайсона вокруг ближайших к ним звездам, поэтому искать такие структуры стоит вокруг умерших звезд — белых карликов.

По состоянию на сегодня, астрономы обнаружили восемь белых карликов в ближайших к Солнцу звездных системах. Предполагается, что во всей галактике Млечный Путь есть около 10 миллиардов белых карликов.

Автор нового исследования, почетный профессор физики и астрономии Бен Цукерман считает, что поиск следов сфер Дайсона вокруг ближайших к нам умерших звезд может помочь оценить, сколько развитых цивилизаций может существовать в галактике.

Если хотя бы одна из гипотетических цивилизаций построила бы сферу Дайсона вокруг своей звезды — астрономы должны обнаружить такую структуру именно вокруг белых карликов.

«Если какие-либо сферы Дайсона действительно существуют, их, вероятно, будет трудно найти, потому что нужно будет проанализировать очень много звезд. Сигнал от сферы Дайсона будет очень слабым по сравнению со звездой, вокруг которой она вращается», — говорит Цукерман.

Астрофизики из Калифорнии предположили, что достаточно большая сфера Дайсона вокруг белого карлика будет блокировать свет, который мог бы достичь Землю. Однако, ученые считают, что подобные мегаструктуры могут поглощать излучение белого карлика и преобразовывать эту энергию в другие типы сигналов, например, инфракрасное излучение.

Ранее ученые находили белых карликов с избыточным инфракрасным излучением, но это связано не со сферами Дайсона вокруг них, а с пылью в их системах. Таким образом, предыдущие исследования белых карликов не обнаружили никаких доказательств существования сфер Дайсона.

«Некоторые астрономы, включая меня, считают, что технологическая жизнь может быть очень редким явлением. На самом деле мы можем обладать самыми передовыми технологиями в нашей галактике Млечный Путь. Но никто не знает этого наверняка, поэтому стоит искать доказательства», — пишет Цукерман.

В результатах работы указано, что разумные цивилизации со сферами Дайсона могли появиться как минимум вокруг 9 млн белых карликов в Млечном Пути.

Миссия по поиску сфер Дайсона

В 2013 году Европейское космическое агентство запустило новую миссию по созданию подробной карты распределения звезд в нашей галактике.

В основе миссии Gaia или Global Astrometric Interferometer for Astrophysics лежит космический телескоп оптического диапазона, который расположен в точке Лагранжа L2 системы Земля—Солнце на расстоянии около 1,5 млн км от нашей планеты.

Данные Gaia уже позволили составить трехмерную карту нашей части галактики, с координатами, данными о направлении движения и спектральном классе более чем миллиарда звезд. Руководители миссии также планируют обнаружить более 10 тыс. новых экзопланет.

По состоянию на сегодня учtные подтвердили существование 5059 экзопланет в 3733 планетарных системах.

Основываясь на данных Gaia, астрофизик Эрик Закриссон из Упсальского университета в Швеции заявлял, что лучшим кандидатом для поиска сферы Дайсона на сегодня является планетарная система TYC 6111−1162−1.

В центре этой системы, вероятно, расположены две звезды — карлик позднего класса F и маленький белый карлик. Существуют заметные расхождения в оценках расстояния к этим объектам, что может свидетельствовать о потенциальном наличии мегаструктуры вокруг них.

Однако, сценарий нужно протестировать с помощью новых наборов данных Gaia.

«Мы обнаружили, что 8000 звезд имеют достаточное качество данных, чтобы можно было эффективно выделить потенциальных кандидатов для сферы Дайсона. Система TYC 6111−1162−1 была наиболее интересным отдельным кандидатом для дальнейшего исследования», — писал Закриссон.