Å finne liv er kanskje det viktigste og mest ønskede målet for astronomi, helst intelligent, et sted utenfor jorden. Gitt den lettheten som livet sprer seg og formerer seg på vår hjemplanet, og ingrediensene for livet i hele universet, er det vanskelig å konkludere med at vi er alene i universet. Det er omtrent 400 milliarder stjerner i Melkeveis-galaksen alene, hver med sin egen unike historie og sjanser for livet. Til tross for hvor teknologisk avanserte mennesker har blitt, er søket etter utenomjordiske sivilisasjoner mislykket, kanskje fordi teknologisk avanserte sivilisasjoner ikke kommuniserer på den måten vi er vant til. Men en avansert sivilisasjon kunne bygge en sfære rundt solen - Dyson-sfæren - for å absorbere 100% av energien. Utroligmen vi har teknologien til å oppdage dem. Hvis de selvfølgelig eksisterer.
Roy Dyson blir sett på som et skritt mot Dyson-sfæren, når lys blokkeres av en serie romfartøy som flyr foran stjernen.
På jorden bestemmes hvor mye energi som er tilgjengelig for oss av mengden sollys som rammer overflaten på planeten vår. På jordens avstand fra solen tilsvarer dette omtrent 1300 watt per kvadratmeter, men faller til 1000 hvis lys blir tvunget til å passere gjennom atmosfæren. Hvis vi dekket rommet over jordens atmosfære med solcellepaneler, ville vi samle 166 millioner gigawatt energi hele tiden over hele jorden. Dette er en enorm mengde energi: selv et sekund av en slik strømning kan gi jordboere energi i et helt år. Men bare en del av denne energien produseres av solen. Det er også andre måter.
Konseptet med et romlegesolkraftverk har eksistert lenge, men ingen våget engang å tenke på en rekke milliarder kilometer. En kule eller sverm av Dyson ville gå enda lenger og omslutte eller vikle paneler rundt selve solen.
For eksempel kan vi bygge en sverm i rommet for å samle enda mer energi fra solen. Se for deg en stor flåte romskip som beveger seg i en ring eller en serie ringer med et stort samleområde. Denne energien kan brukes til ethvert formål: den kan rettes mot jorden i en stråle, den kan brukes på stedet for å skape et nettverk i hele solsystemet, eller for interplanetarisk eller interstellær kommunikasjon. Det var her ideen om utenomjordiske megastrukturer kom fra - som er blitt foreslått som en av forklaringene på det mørkere fenomenet til Tabbys stjerne.
Den mest ambisiøse megastrukturen vil imidlertid være den såkalte Dysonsfæren: en konvolutt rundt en stjerne som absorberer all sin energi. Vi kunne gjøre dette ved å fortære en liten planet som kvikksølv, bryte den ned i jern og oksygen og skape en reflekterende overflate av hematitt. Hvis en fremmed sivilisasjon gjorde det samme, ville skallet skjule stjernen fullstendig og gjøre den praktisk talt ikke påviselig.
Dysonsfæren vil dekke stjernen fullstendig og absorbere all dens ultrafiolette og synlige stråling. Bare infrarød stråling og lange bølger vil passere gjennom.
Uansett kan det ikke oppdages for teleskoper som opererer i det synlige spekteret av lys, fordi en slik kule fullstendig vil blokkere stjernens lys. Men selv en høyreflekterende overflate må absorbere noe av energien. Og hvis energi absorberes over tid, må den omdirigeres et sted for å opprettholde en stabil temperatur. Derfor må energien gå ut i universet, selv om det ikke er noe synlig lys. Når Jorden utstråler infrarød energi om natten, vil Dyson-sfæren være det.
Kampanjevideo:
Om natten sender jorden ut elektromagnetiske signaler, men de aller fleste er i det infrarøde området, ettersom sollys og varme som absorberes om dagen sendes ut i rommet.
Den europeiske romfartsorganisasjonen ga nylig ut et massivt datasett fra den kraftigste satellitten som noensinne har kartlagt og utforsket stjernene i Melkeveien: Gaia. Han klarte å samle informasjon om 1,7 milliarder stjerner i galaksen vår, slik at vi kunne lage det mest komplekse 3D-kartet over stjernene i Melkeveien. Dette er ikke alle stjerner, men en størrelsesorden mer enn det som ble registrert tidligere.
En av de nydelige tingene som Gaia var i stand til å måle, var fargen og størrelsen på mange stjerner, fra kjedelige røde dverger (og til og med brune dverger) til stjernerester som hvite dverger, hovedsekvensstjerner, giganter og superkjemper som lyser lysest. Men Gaia observerte ikke bare i det synlige, men også i de nærmeste infrarøde spektrene, noe som betyr at han så gjenstander som er skjult for øynene til mennesker. Blant dem er superkolde stjerner, både giganter og dverger. Og Dyson-kuler, hvis de eksisterer og har spesifikke temperatur / lysstyrkeprofiler.
Den store, dristige linjen som krysser diagrammet fra nederst til venstre til øverst til høyre, er hovedsekvensen som inneholder stjernene som smelter hydrogen inn i helium. Øverst til høyre er stjerner i en gigantisk eller superkjempefase: de brenner av tyngre elementer og utvides til mye større størrelser. Selv om de lyser lysere, er temperaturen lavere fordi energi er spredt over et stort område som avgir energi.
Dyson Sphere gjør omtrent det samme, men med en normal eller lavmassestjerne. Du lager et stort overflateareal som stjernens energi vil unnslippe fra, og den stråler ut ved en lavere temperatur, samtidig som den gir ut den totale totale energien. Den teoretiske infrarøde signaturen burde gi oss en lignende sfære, men Gaia-satellitten foreslo et annet alternativ, oppdaget av Eric Zakrisson: avviket mellom avstanden basert på lysstyrke og parallaksavstanden.
Parallaksmetoden, brukt siden 1800-tallet, innebærer å observere endringen i posisjonen til en stjerne ved siden av en fjernere bakgrunnsstjerne. Hvis stjernens parallaks og lysstyrkeavstand ikke sammenfaller, kan dette forklare den fremmede megastrukturen … eller at stjernen er i et binært system.
Når du utleder en avstand basert på lyset du observerer, og deretter måler den på en helt annen måte (ved hjelp av geometri), skal de to tallene matche. Det faktum at Gaia så flere avvik kunne indikere forskjellige ting, inkludert romvesenets strukturer. Menneskets natur er slik at vi umiddelbart søker den mest fantastiske forklaringen. Men en mer verdslig og rimelig grunn vil være at stjerner har dobbelt følgesvenner: dette er et ganske vanlig fenomen i universet. Mangelen på overflødig infrarød stråling som kreves for strukturer som Dyson-sfæren, fører oss bort fra hypotesen om romvesener og deres strukturer.
En rekke observatorier, inkludert romfartøyet Gaia, har teknologier som i prinsippet er i stand til å oppdage Dysonsfærer som er flere tusen lysår fra jorden, forutsatt at de er i samme avstand fra en stjerne som solen som jorden er fra stjernen vår. En rød dvergstjerne skal være synlig i Gaias øyne med en liten Dyson-kule opptil hundre lysår unna, men en gigantisk eller superkjempestjerne vil være synlig fra praktisk talt hvor som helst i galaksen. Blant de 1,7 milliarder objektene som ble samlet av Gaia, kunne man finne Dysonsfærer under konstruksjon. Og ved å sammenligne data fra infrarøde observatorier, kunne man finne ferdige Dyson-sfærer som avgir nok energi. På tidspunktet for denne publikasjonen er det imidlertid ikke funnet noen Dyson-sfære i Melkeveien.
Men dette betyr ikke at de ikke eksisterer; Dette betyr at hvis de er det, har vi ennå ikke sett dem. Dysons kuler kan være lenger enn Gaia ser, i nærheten av mindre stjerner. Infrarøde observatorier som WISE definerer grensene for søket, og neste generasjons observatorier har potensial til å oppdage en signatur om varmefjerning fra et slikt objekt.
Gitt det fulle utvalget av observatorier som har undersøkt himmelen, er det relativt trygt å si at vi foreløpig ikke har funnet noen Dysonsfærer. Kanskje, et eller annet sted, er det intelligente romvesener som bruker all energien til stjernene deres helt og skaper store transplanetære imperier, men det er ingen bevis på dette. Bare en rimelig konklusjon kan trekkes: galaksen vår, så langt vi kan bedømme, har ikke disse gigantiske fremmede strukturer.
Ilya Khel
