Развитые цивилизации потенциально могли бы извлекать энергию от своей звезды с помощью крупномасштабного строения — сферы Дайсона. Обнаружение такого объекта возможно по повышенному уровню инфракрасного излучения. Недавно шведские и итальянские ученые-астрономы составили перечень из 60 звезд, вокруг которых, вероятно, располагается подобная структура.
В начале 1960-х годов американский теоретик-физик Фримен Дайсон высказал идею о том, как, по его мнению, можно найти инопланетные цивилизации — по искусственной мегаструктуре. Ученый предположил, что высокоразвитые существа, которые остро нуждаются в большом количестве энергии, решили бы эту проблему с помощью специального астроинженерного сооружения, которое чуть позже получило название «сфера Дайсона». Обсуждалась конструкция сферической оболочки, расположенной вокруг звезды-матери и имеющей радиус, аналогичный радиусам планетных орбит.
При наличии подобных масштабных сооружений в космосе их можно идентифицировать по избыточному инфракрасному излучению, возникающему из-за нагрева искусственной оболочки, окружающей звезду. Другими словами, наличие сферы Дайсона будет проявляться в виде источника инфракрасного излучения с аномальным спектром.
Шведские и итальянские ученые, руководимые астрономами Матиасом Суазо из Уппсальского университета и Габи Контардо из Международной школы перспективных исследований в Италии, совместно провели исследование с целью обнаружения признаков гипотетической сферы Дайсона. Для этого исследователи изучили обширный массив общедоступных данных о миллионах звезд, ранее полученных космическими (Gaia и WISE) и наземными (2MASS) телескопами в рамках масштабных астрономических исследований в инфракрасном диапазоне.
Каждая группа исследовала один и тот же перечень звезд, насчитывающий пять миллионов светил. В обоих случаях ученые выявили объекты, характеризующиеся повышенным инфракрасным излучением, не поддающимся объяснению с помощью известных природных явлений. Всего было обнаружено 60 источников. Результаты работы опубликованы в журнале Royal Astronomical Society.
В ходе исследований команда астрономов Суазо выявила семь красных карликов, находящихся в пределах 900 световых лет от Земли. Эти звезды меньше и слабее нашего Солнца, однако в инфракрасном диапазоне они излучают свет в 60 раз интенсивнее, чем предсказывали ученые. Отдельная группа под руководством Контардо идентифицировала 53 объекта, включающие звезды, подобные Солнцу, расположенные на расстоянии до 6,5 тысячи световых лет от нашей планеты.
Авторы исследования полагают, что избыточное инфракрасное излучение, вероятно, исходит от горячего объекта, частично закрывающего звезду – на 16% или более. Предполагается, что температура этой структуры может достигать 400 градусов Цельсия, что сопоставимо с характеристиками сферы Дайсона.
По мнению ученых, данный объект может представлять собой не единое образование, а совокупность крупных спутников, используемых звездой для сбора энергии и известных как «роем Дайсона». Траектории движения этих аппаратов синхронизированы, что позволяет им формировать очень плотную, но не монолитную сферу.
Суазо и Контардо не отвергли возможность того, что необычное поведение источников, которые, как полагают, воспроизводят характеристики сферы Дайсона, может быть вызвано природными явлениями, такими как горячий протопланетный диск. Тем не менее, большинство зафиксированных учеными звезд слишком стары для формирования планетных систем.
Существует иная версия: каждая из шестидесяти звезд могла по случайности оказаться на линии видимости к отдаленной галактике, генерирующей интенсивное инфракрасное излучение. Альтернативное предположение заключается в том, что избыточное инфракрасное излучение, скорее всего, вызвано неким неизвестным природным процессом, возможно, даже столкновением двух планет.
Для окончательного подтверждения гипотезы, выдвинутой шведскими и итальянскими астрономами, необходимы дополнительные спектроскопические исследования, которые мог бы осуществить космический телескоп «Джеймс Уэбб». Этот орбитальный обсерваторий позволил бы установить, является ли избыточное инфракрасное излучение результатом естественного пылевидного материала или же вызвано другим фактором — возможно, искусственной мегаструктурой.
Следует подчеркнуть, что концепция сферы Дайсона в виде целостной структуры, а не просто совокупности спутников, скорее всего, нереализуема. Согласно расчетам специалистов, для обеспечения устойчивости подобной конструкции под воздействием гравитации звезды, необходимо разогнать ее до орбитальной скорости в диапазоне от 20 до 30 километров в секунду. Если на экваторе гравитационное притяжение звезды сможет уравновеситься центробежной силой, на полюсах скорость будет наименьшей, что в любом случае приведет к разрушению сферы.
Серьезной проблемой для идеи сферы Дайсона является вопрос энергетики. Ее создание целесообразно лишь в том случае, если энергетические потребности цивилизации значительно выше того, что может предоставить атомная энергия, поскольку реакторы, расположенные на поверхности планеты, обходятся дешевле, чем космические сооружения. Такой уровень потребления как минимум в тысячу раз превышает потребности современной земной цивилизации. Неясно, что цивилизация, достигшая столь высокого уровня развития, не сможет освоить термоядерный синтез, который в любом случае представляется более простым и практичным решением, чем возведение масштабных конструкций в космосе.