Там мешкають прибульці! Що таке сфера Дайсона і до чого тут білі карлики

Дайсон висловиви ідею своєї мегаструктури у статті Пошук штучних зоряних джерел інфрачервоного випромінювання, опублікованій у журналі Science у 1960 році. Фізик припустив, що сферу можуть використати розвинені цивілізації у Всесвіті, і виявлення доказів існування таких структур може спонукати до відкриття розумного життя в нашій галактиці.

«Тверда оболонка чи кільце, що оточує зірку, механічно неможливі. Форма біосфери, яку я собі уявляв, складається з розрізненого скупчення або рою об'єктів, що рухаються незалежними орбітами навколо зірки», — писав Дайсон.

Подібну ідею висловлював теоретик космонавтики Костянтин Ціолковський у своїй книзі Мрії про Землю та небо. Хоча сам Ціолковський писав, що створення подібної структури неможливе, і застосовується лише до малих астероїдів, які не мають атмосфери.

«Утворення навколо великих планет кілець, подібних до тих, які має Сатурн, немислиме внаслідок величезних швидкостей, які їм потрібно надати, щоб вони не могли впасти на планету (або зруйнуватися від масивності), а також внаслідок опору планетних атмосфер (звідки доведеться почати процес руху)», — писав учений ще в 1894 році.

Саме руйнування гіпотетичної сфери під впливом сили тяжіння Сонця стало основним аргументом проти ідеї Дайсона. Не кажучи вже про складнощі створення такої структури.

Той факт, що астрофізики досі не виявили сліди сфер Дайсона, є одним із підтверджень парадоксу Фермі, згідно з яким немає жодних доказів існування технологічно розвинених цивілізацій у найближчому до нас Всесвіті.

Проблема білих карликів

Ще один аргумент проти ідеї Дайсона — обмежений час існування будь-якої зірки. За підрахунками вчених, приблизно через 5,4 млрд років Сонце перейде в стадію червоного гіганта і розпочне стрімко збільшуватися в розмірах, поступово знищуючи всі планети своєї системи.

Після цього Сонце перетвориться на білого карлика, не залишаючи жодних шансів на продовження життя найближчим залишкам планет.

Згідно з результатами нового дослідження вчених з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, інопланетні цивілізації не могли будувати сфери Дайсона навколо найближчих до них зірок, тому шукати такі структури варто навколо померлих зірок — білих карликів.

Станом на сьогодні астрономи виявили вісім білих карликів у найближчих до Сонця зіркових системах. Передбачається, що у всій галактиці Чумацький Шлях налічується майже 10 мільярдів білих карликів.

Автор нового дослідження, почесний професор фізики та астрономії Бен Цукерман вважає, що пошук слідів сфер Дайсона навколо найближчих до нас померлих зірок може допомогти оцінити, скільки розвинених цивілізацій може існувати в галактиці.

Якби одна з гіпотетичних цивілізацій побудувала сферу Дайсона навколо своєї зірки — астрономи мали б виявити таку структуру саме навколо білих карликів.

«Якщо будь-які сфери Дайсона справді існують, їх, ймовірно, буде важко знайти, бо треба буде проаналізувати дуже багато зірок. Сигнал від сфери Дайсона буде дуже слабким, порівняно із зіркою, навколо якої вона обертається», — каже Цукерман.

Астрофізики з Каліфорнії припустили, що досить велика сфера Дайсона навколо білого карлика блокуватиме світло, яке могло б досягти Землі. Проте вчені вважають, що подібні мегаструктури можуть поглинати випромінювання білого карлика та перетворювати цю енергію на інші типи сигналів, наприклад, інфрачервоне випромінювання.

Раніше вчені знаходили білих карликів із надмірним інфрачервоним випромінюванням, але це пов’язано не зі сферами Дайсона навколо них, а з пилом у їхніх системах. Отже, попередні дослідження білих карликів не виявили жодних доказів існування сфер Дайсона.

«Дехто з астрономів, зокрема і я, вважають, що технологічне життя може бути дуже рідкісним явищем. Насправді ми можемо мати найпередовіші технології в нашій галактиці Чумацький Шлях. Але ніхто не знає цього, тому варто шукати докази», — пише Цукерман.

У результатах роботи зазначено, що розумні цивілізації зі сферами Дайсона могли з’явитися щонайменше довкола майже 9 млн білих карликів у Чумацькому Шляху.

Місія з пошуку сфер Дайсона

У 2013 році Європейське космічне агентство запустило нову місію зі створення детальної мапи розподілу зірок у нашій галактиці.

В основі місії Gaia або Global Astrometric Interferometer for Astrophysics лежить космічний телескоп оптичного діапазону, розташований у точці Лагранжа L2 системи Земля-Сонце на відстані десь 1,5 млн км від нашої планети.

Дані Gaia вже дозволили скласти тривимірну карту нашої частини галактики, з координатами, даними про напрям руху і спектральний клас більш ніж мільярда зірок. Керівники місії також планують виявити понад 10 тис. нових екзопланет.

Станом на сьогодні вчені підтвердили існування 5059 екзопланет у 3733 планетарних системах.

Ґрунтуючись на даних Gaia, астрофізик Ерік Закрісон з Упсальського університету у Швеції заявляв, що найкращим кандидатом для пошуку сфери Дайсона сьогодні є планетарна система TYC 6111−1162−1.

У центрі цієї системи, ймовірно, розташовані дві зірки — карлик пізнього класу F та маленький білий карлик. Існують помітні розбіжності в оцінках відстані до цих об'єктів, що може свідчити про потенційну наявність мегаструктури навколо них.

Проте сценарій потрібно протестувати за допомогою нових наборів даних Gaia.

«Ми виявили, що 8000 зірок мають достатню якість даних, щоб можна було ефективно виділити потенційних кандидатів для сфери Дайсона. Система TYC 6111−1162−1 була найцікавішим окремим кандидатом для подальшого дослідження», — писав Закрісон.