Újfajta módszerrel vadásznak a csillagászok a Dyson-gömbökre

1960-ban a legendás fizikus, Freeman Dyson kiadta az ” Infravörös sugárzás mesterséges csillagforrásainak keresése ” című tanulmányát, amelyben azt fejtegette, hogy létezhetnek olyan fejlett földönkívüli civilizációk, amelyek elég nagy megastruktúrákat építhetnek ahhoz, hogy körbezárják naprendszerük központi csillagát.

Azt is valószínűsítette – írja a ScienceAlert –, hogy ezek a ” Dyson-gömbök ” detektálhatóak a közepes infravörös hullámhosszon kibocsátott “veszteséghő” alapján.

A földönkívüli intelligencia keresésében (mint pl. a SETI program) a mai napig prioritásnak számít az ilyenek keresése, bár eddig nem sok sikerrel, ami miatt egyes tudósok a keresési paraméterek módosítását javasolták.

Egy új cikkben Jason T. Wright, a csillagászat és az asztrofizika professzora, az Exobolygók és Élhető Világok Központja és a Penn State Extraterrestrial Intelligence Center (PSTI) munkatársa azt javasolja a SETI kutatóinak, hogy az aktivitásra utaló jelek keresésével finomítsák a keresést. Más szóval, hogy a Dyson gömböket az alapján próbálják megtalálni, hogy mire használhatók, ne csak hőjelzések alapján.

Wright tanulmányának kulcsa a Landsberg Limit, egy termodinamikai koncepció , amely a napsugárzás begyűjtésének elméleti hatékonysági határát jelenti.

Ez létfontosságú, mivel Dyson eredeti javaslata nagyrészt azon az elgondoláson alapult, hogy minden élet szabad energia gradienseket aknáz ki, például a fotoszintetikus életformákat, amelyek erre támaszkodnak oxigén és szerves tápanyagok előállítása érdekében.

Továbbá azzal érvelt, hogy a technológiailag fejlett élet növekszik, miközben energiaigénye egyre nő. Ennek azonban van egy abszolút határa: a csillagból felszabaduló teljes energia (látható fény, infravörös, ultraibolya stb.).

Freeman Dyson úgy érvelt, hogy ennek egy részét hulladékhőként ki kell üríteni a Dyson-szerkezetből. Kihasználva az infravörös csillagászat fejlődését, amely Dyson idejében virágzó terület volt, a csillagászok elméletileg meg tudják mérni egy fejlett civilizáció által felhasznált energiát, ha ezt a hőt keresik.

Eddig mindössze három, az égboltot átfogó közép-infravörös vizsgálat történt: az Infrared Astronomical Satellite (IRAS), a Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) és az AKARI .

“Hagyományosan a csillagok infravörös emisszióját vizsgáljuk, hogy megnézzük, van-e valamilyen, a csillagfénytől meleg orbitális struktúra valahol” – mondta Wright.

“Ha nem az a fajta csillag, amely körül általában valami kering, akkor alaposabban megvizsgálhatjuk, hogy az anyag pornak tűnik-e, vagy esetleg valami másnak.”

Mindazonáltal minden eddigi kutatást megnehezített az a tény, hogy nincs mögöttes elmélet a hulladékhő további tulajdonságaira, mivel egy Dyson-gömb felépítése természetszerűleg ismeretlen.

Számos elméleti modellt javasoltak az asztrofizikusok (köztük maga Wright is) arra vonatkozóan, hogy hogyan nézhetnek ki ezek a termikus jelek, de ezek meglehetősen egyszerűek és pusztán feltételezésen alapultak.

Ezek közé tartozik a héj gömbszimmetriája és keringési távolsága a csillagtól, miközben nem jósolják meg a tipikus hőmérsékleteket, a sugárzási kölcsönhatásokat vagy az anyag optikai mélységét.

Dyson ugyanakkor elismerte, hogy a csillagok energiájának megragadása csupán egy lehetséges motiváció volt egy ilyen megastruktúra felépítéséhez. Például számos SETI-kutató javasolta, hogy egy Dyson-szerkezetet lehetne használni csillagmotorként (Shkadov Thruster ) vagy hatalmas szuperszámítógépként (Matrioshka Brain).

A névadó orosz babához hasonlóan a Matrioshka Brain is több, egymásba zárt réteggel rendelkezik, ahol a belső réteg elnyeli a közvetlen napfényt, a külső rétegek pedig ennek hulladékhőjét hasznosítják a számítási hatékonyság optimalizálása érdekében.

Sőt, Wright foglalkozott egy ilyen szerkezet felépítésének mérnöki kihívásaival. Míg Dyson a fizika törvényeire összpontosított, mint a megastruktúrák létezhetőségének kérdésére, Wright a mérnöki gyakorlati szempontokat is figyelembe vette.

Ebből arra a következtetésre jutott, hogy egy civilizáció valószínűleg fokozatosan építi fel a gömb szakaszait.

Arra a következtetésre jutott, hogy a tömeg optimális felhasználása a kisebb, forróbb Dyson-gömböket részesítené előnyben. Továbbá jelezte, hogy megfigyelhető különbségek lesznek a “teljes” Dyson-gömbök és a még építés alatt lévők között.

Ahogy Wright elmagyarázta:

“Néhány kutató elvárásaival ellentétben, miszerint a Dyson-gömbök rendkívül nagyok és hidegek lennének a hatékonyságuk maximalizálása érdekében, úgy találom, hogy az optimális konfiguráció valójában nagyon kicsi, forró gömböket eredményez, amelyek nem borítják be teljesen a csillagot, így annak fénye kiszökik a struktúra belsejéből.”

Az egyesített adatok nagyjából 5 millió lehetséges jelöltet adtak kb. 1000 fényév átmérőjű területen belül. Miután létrehoztak egy modellt a hőmérséklet- és fényerőprofilok alapján, amelyek kiszűrték a lehetséges természetes forrásokat, 20 jelölt maradt a listán.

Ezeket a közeljövőben valószínűleg a következő generációs távcsövek nyomon követik majd. Mindeközben a kutatás folytatódik, és bár még mindig nincs bizonyíték arra, hogy ilyen megastruktúrák egyáltalán léteznének, a lehetőség továbbra is fennáll.

Dyson híres szavait idézve, amikor az ilyen tervezés lehetséges motivációiról beszélt: “Az én szabályom az, hogy nincs semmi sem akkora, sem olyan őrült, amelyre millió technológiai társadalom közül legalább egy ne érezne magában késztetést, hogy felépítse, feltéve, hogy ez fizikailag lehetséges.”

Ez is érdekes lehet:

• Az élet számára nélkülözhetetlen anyagot mutattak ki a Jupiter jeges holdján