Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Dyson-bollen:astronomen rapporteren potentiële kandidaten voor buitenaardse structuren en bewijsmateriaal tegen hun bestaan

Tabby's Star in infrarood (links) en ultraviolet (rechts). Credit:Wikipedia

Er zijn drie manieren om naar bewijs van buitenaardse technologische beschavingen te zoeken. Eén daarvan is het uitkijken naar doelbewuste pogingen van hen om hun bestaan ​​te communiceren, bijvoorbeeld via radio-uitzendingen. Een andere is het zoeken naar bewijs dat ze het zonnestelsel hebben bezocht. En een derde optie is zoeken naar tekenen van grootschalige technische projecten in de ruimte.



Een team van astronomen heeft voor de derde benadering gekozen door recente astronomische onderzoeksgegevens te doorzoeken om zeven kandidaten te identificeren voor buitenaardse megastructuren, bekend als Dyson-bollen, die 'verdere analyse verdienen'. Hun onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

Dit is een gedetailleerd onderzoek naar ‘vreemdelingen’ onder de sterren:objecten die mogelijk buitenaardse megastructuren zijn. De auteurs waken er echter voor om geen overdreven beweringen te doen. De zeven objecten, die zich allemaal binnen een straal van 1000 lichtjaar van de aarde bevinden, zijn 'M-dwergen':een klasse sterren die kleiner en minder helder zijn dan de zon.

Dyson-bollen werden voor het eerst voorgesteld door de natuurkundige Freeman Dyson in 1960 als een manier voor een geavanceerde beschaving om de kracht van een ster te benutten. Ze bestonden uit drijvende energiecollectoren, fabrieken en leefgebieden en namen steeds meer ruimte in beslag totdat ze uiteindelijk bijna de hele ster als een bol omsingelden.

Wat Dyson zich realiseerde, is dat deze megastructuren een waarneembare signatuur zouden hebben. De handtekening van Dyson (waar het team in het recente onderzoek naar zocht) is een aanzienlijke overmaat aan infraroodstraling. Dat komt omdat megastructuren het zichtbare licht van de ster zouden absorberen, maar niet in staat zouden zijn om dit allemaal te benutten. In plaats daarvan zouden ze overtollige energie moeten 'dumpen' als infrarood licht met een veel langere golflengte.

Helaas kan dergelijk licht ook een signatuur zijn van een heleboel andere dingen, zoals een schijf van gas en stof, of schijven van kometen en ander puin. Maar de zeven veelbelovende kandidaten zijn niet duidelijk te wijten aan een schijf, omdat ze niet goed bij schijfmodellen pasten.

Het is vermeldenswaard dat er nog een ander kenmerk van de Dyson-sfeer is:het zichtbare licht van de ster zakt naarmate de megastructuur ervoor beweegt. Een dergelijke handtekening is eerder gevonden. Er was veel opwinding over Tabby's ster, oftewel Kic 8462852, die veel ongebruikelijke dipjes in zijn licht liet zien die te wijten zouden kunnen zijn aan een buitenaardse megastructuur.

Het is vrijwel zeker geen buitenaardse megastructuur. Er zijn verschillende natuurlijke verklaringen voorgesteld, zoals wolken van kometen die door een stofwolk trekken. Maar het is een vreemde observatie. Een voor de hand liggend vervolg op de zeven kandidaten zou zijn om ook naar deze handtekening te zoeken.

De zaak tegen Dyson-bollen

Dyson-bollen bestaan ​​echter misschien niet eens. Ik denk dat het onwaarschijnlijk is dat ze daar zullen zijn. Dat wil niet zeggen dat ze niet zouden kunnen bestaan, maar dat elke beschaving die in staat is ze te bouwen dat waarschijnlijk niet zou hoeven te doen (tenzij het een megakunstproject was).

Dyson's redenering voor het overwegen van dergelijke megastructuren ging ervan uit dat geavanceerde beschavingen enorme energiebehoeften zouden hebben. Rond dezelfde tijd stelde astronoom Nikolai Kardashev een schaal voor waarop de vooruitgang van beschavingen kon worden beoordeeld, die bijna volledig gebaseerd was op hun energieverbruik.

In de jaren zestig was dit logisch. Terugkijkend op de geschiedenis was de mensheid haar machtsgebruik exponentieel blijven verhogen naarmate de technologie voortschreed en het aantal mensen toenam, dus extrapoleerden ze deze steeds groter wordende behoefte alleen maar naar de toekomst.

Ons mondiale energieverbruik is de afgelopen vijftig jaar, en vooral de afgelopen tien jaar, echter veel langzamer gaan groeien. Bovendien hebben Dyson en Kardashev nooit gespecificeerd waarvoor deze enorme machtsniveaus zouden worden gebruikt; ze gingen er (redelijk redelijk) van uit dat ze nodig zouden zijn om te doen wat geavanceerde buitenaardse beschavingen ook doen.

Maar als we nu vooruitkijken naar toekomstige technologieën, zien we dat efficiëntie, miniaturisatie en nanotechnologieën een veel lager energieverbruik beloven (de prestaties per watt van vrijwel alle technologieën verbeteren voortdurend).

Een snelle berekening laat zien dat als we 10% van de energie van de zon willen verzamelen op de afstand tussen de aarde en de zon, we een oppervlakte nodig hebben die gelijk is aan 1 miljard aarde. En als we een supergeavanceerde technologie zouden hebben die de megastructuur slechts 10 km dik zou kunnen maken, zou dat betekenen dat we ongeveer een miljoen aardes aan materiaal nodig zouden hebben om ze van te bouwen.

Een belangrijk probleem is dat ons zonnestelsel slechts ongeveer 100 aardes aan vast materiaal bevat, dus onze geavanceerde buitenaardse beschaving zou alle planeten in 10.000 planetenstelsels moeten ontmantelen en naar de ster moeten transporteren om hun Dyson-bol te bouwen. Om dit te doen met het materiaal dat beschikbaar is in één enkel systeem, kon elk deel van de megastructuur slechts één meter dik zijn.

Dit veronderstelt dat ze alle beschikbare elementen in een planetenstelsel gebruiken. Als ze bijvoorbeeld veel koolstof nodig hadden om hun structuren te maken, dan kijken we naar de ontmanteling van miljoenen planetaire systemen om dat in handen te krijgen. Ik zeg niet dat een supergeavanceerde buitenaardse beschaving dit niet zou kunnen, maar het is een geweldige klus.

Ik heb ook sterk het vermoeden dat tegen de tijd dat een beschaving het punt bereikt heeft dat ze een Dyson-bol kunnen bouwen, ze een betere manier zouden hebben om de kracht te verkrijgen dan het gebruik van een ster, als ze die echt nodig hebben (ik heb geen idee hoe, maar ze zijn een supergeavanceerde beschaving).

Misschien heb ik het mis, maar het kan geen kwaad om te kijken.