Nejchladnější „hvězdy“ galaxie mohou být ve skutečnosti mimozemské megastruktury

Foto: Stock

Úvod do hypotézy Dysonovy sféry

Vědci identifikovali nové stopy, které by mohly pomoci astronomům objevit jednu z nejslavnějších hypotetických mimozemských megastruktur: Dysonovu sféru. Studie zjistila, že červení trpaslíci a bílí trpaslíci jsou nejperspektivnější hvězdy k prozkoumání, protože pokročilé civilizace by mohly kolem nich snadněji postavit energetické roje. Tyto objekty by se vyznačovaly tím, že by zářily v infračerveném světle místo viditelného světla, postrádaly by prachové podpisy běžných hvězd a mohly by se neobvykle mihotat.

Autor původního článku: Andy Tomaswick

Dysonova sféra: Od teorie k pozorování

Nová studie odhaluje, kde by se mohly skrývat Dysonovy sféry a jak by je astronomové mohli konečně spatřit. Od doby, kdy fyzik Freeman Dyson poprvé navrhl tuto myšlenku v roce 1960, se hypotetická „Dysonova sféra“ stala jedním z nejzajímavějších konceptů při hledání mimozemské inteligence. Místo jediné pevné skořápky si nyní vědci představují Dysonův „roj“ složený z nesčetných obíhajících struktur, které zachycují téměř veškerou energii hvězdy.

Amirnezam Amiri z University of Arkansas ve své nové studii, která je k dispozici jako předtisk na arXiv a je plánována k publikaci v Universe, zkoumá, jak by tyto obrovské struktury mohly vypadat prostřednictvím moderních teleskopů. Výzkum také identifikuje typy hvězd, které by je mohly hostit.

Červení a bílí trpaslíci jako hlavní cíle

Jedním z nejsilnějších kandidátů je červený trpaslík. Tyto malé, chladné hvězdy jsou nejběžnějším typem v Mléčné dráze a spotřebovávají své jaderné palivo tak pomalu, že mohou přežít biliony let, mnohem déle, než vesmír existuje. Jejich relativně malá velikost je také atraktivní z inženýrského hlediska. Podle studie by Dysonův roj mohl obíhat červeného trpaslíka ve vzdálenosti přibližně 0,05 až 0,3 AU, což by vyžadovalo mnohem méně stavebního materiálu než roj postavený kolem větší hvězdy, jako je Slunce.

Bílí trpaslíci mohou být ještě přitažlivější. Tyto husté hvězdné zbytky jsou zbytkovými jádry hvězd podobných Slunci, které vyčerpaly své palivo a zhroutily se na pouhé 1 % své původní velikosti. Protože jsou tak kompaktní, Dysonův roj by mohl obíhat jen několik milionů kilometrů nad povrchem hvězdy, což by dramaticky snížilo rozsah potřebné struktury. Bílí trpaslíci také uvolňují energii stabilním tempem po miliardy let, což z nich činí spolehlivé dlouhodobé zdroje energie.

Jak by Dysonova sféra změnila vzhled hvězdy

Astronomové klasifikují hvězdy pomocí Hertzsprung-Russellova (H-R) diagramu, který zobrazuje teplotu hvězdy proti její svítivosti. Dysonova sféra by dramaticky změnila, kde se hvězda na tomto diagramu nachází. Místo toho, aby umožnila únik viditelného světla, struktura by absorbovala prakticky veškeré záření hvězdy. Protože energie nemůže jednoduše zmizet, stejná množství energie by musela být vyzařována zpět do vesmíru, ale jako teplo v infračervené části spektra.

V podstatě by megastruktura absorbovala světlo hvězdy, použila tuto energii k jakémukoli účelu, který její stavitelé zamýšleli, a pak by přebytek vyzařovala jako infračervené teplo. Ačkoli by celkový energetický výstup hvězdy zůstal nezměněn, její zdánlivá teplota by byla mnohem nižší. Protože H-R diagramy používají bolometrickou svítivost (tj. svítivost přes celé spektrum), objekt by zůstal na stejné svítivosti, ale dramaticky by se posunul směrem ke chladnější straně diagramu.

Jedinečný infračervený podpis

Tento posun teploty je jednou z nejvýraznějších předpovědí studie. Typický červený trpaslík má povrchovou teplotu kolem 3000K. Okolní Dysonova sféra by však mohla mít efektivní teplotu až 50K, což je o dva řády chladnější. Žádné známé přírodní hvězdy se v této oblasti H-R diagramu nenacházejí. Jakýkoli objekt nalezený tam by se okamžitě stal zajímavým kandidátem pro další zkoumání.

Další možnou stopou by byla absence prachu. Běžné hvězdy často vykazují silikátovou emisi spojenou s prachovými disky. Dysonův roj by naproti tomu sestával z radiátorových panelů spíše než z prachu, což by mu dávalo neobvykle „čisté“ spektrum.

Hledání neobvyklých světelných křivek

Studie také zdůrazňuje, že skutečná pevná Dysonova sféra je téměř jistě nemožná k postavení. Moderní výpočty naznačují, že i kolem relativně malých hvězd by množství potřebného materiálu bylo nereálné. Místo toho by pokročilá civilizace pravděpodobně postavila roj mnoha nezávislých solárních kolektorů, které by mezi sebou nechaly mezery nebo měnily jejich hustotu v celé struktuře.

Jak by tyto komponenty obíhaly hvězdu, mohly by produkovat vysoce neobvyklé, nepřirozené variace v jasu, které by se odlišovaly od chování běžných hvězd.

James Webb a pátrání po mimozemských megastrukturách

James Webb Space Telescope je obzvláště dobře vybaven k hledání těchto hypotetických struktur, protože se specializuje na infračervená pozorování. Starší mise jako WISE také přispívají k úsilí. V květnu 2024 vědci z projektu Hephaistos oznámili sedm slibných kandidátů na Dysonovu sféru, všechny spojené s červenými trpaslíky, po prozkoumání katalogu přibližně 5 milionů hvězd.

Jeden kandidát byl později vyloučen, protože neobvyklý signál vysvětlila dokonale zarovnaná supermasivní černá díra v pozadí. To stále ponechává pět kandidátů, kteří si zaslouží bližší zkoumání. Ačkoli žádný z nich nebyl potvrzen jako mimozemské megastruktury, práce Amiriho poskytuje astronomům další sadu pozorovacích stop, které by mohly pomoci odlišit skutečné technosignatury od přírodních kosmických jevů.

Pokud Dysonovy roje skutečně existují někde v Mléčné dráze, budoucí infračervená pozorování by mohla konečně odhalit, kde se skrývaly.

Mohlo by vás zajímat

• Astronomové poprvé svědky zrození magnetaru
• Tato mimozemská planeta nikdy nezažívá východ ani západ slunce. Může podporovat život
• Nový supravodivý detektor rentgenového záření je až 1 000krát citlivější

Původní článek: The galaxy’s coldest “stars” may actually be alien megastructures