Каковы текущие пределы наблюдений за существованием сфер Дайсона / скоплений / колец?

15

Dyson сфера / роя / кольцо является гипотетическим структурировать запредельно предприятие могло бы построить , чтобы собрать большую часть света своего хозяина звезды, и, скорее всего , генерировать довольно сильную инфракрасную сигнатуру , которые потенциально могут быть обнаружены с помощью современных инфракрасных обследований (например, Мудрый ). Есть ли у нас какие-либо значимые ограничения на существование этих структур в Млечном Пути (или за его пределами) из этих исследований? Какие виды природных явлений можно спутать с такими структурами, если они существуют?

observational-astronomy extra-terrestrial Guillochon
источник
Почему это было бы «довольно сильным»? По сравнению с другими источниками инфракрасного излучения, такими как звезда, вокруг которой она будет, разве она не будет незначительной по сравнению с ней? Как трудно определить точную границу короны красного гипергиганта?
Джереми
Поскольку поверхность собирает видимый свет, а затем излучает энергию в инфракрасном диапазоне, вы, вероятно, увидите две наложенные кривые черного тела, одну для звезды-хозяина и одну для объекта, который достигает максимума в инфракрасном диапазоне. (Жаль, что я не могу прикрепить изображение.)
LDC3
@ LDC3 Если бы это была полностью замкнутая сфера Дайсона, почему для звезды-хозяина была бы кривая черного тела?
Джефф-Изобретатель ChromeOS
1
@ Jeff-InventorChromeOS Сфера Дайсона будет иметь только одну кривую черного тела с пиком в инфракрасном диапазоне. Я думал о кольце Дайсона, когда опубликовал свое заявление.
LDC3

Ответы:

5

Чтение оригинального аргумента Дайсона дает некоторую полезную информацию. Он говорит, что такая сфера будет иметь температуру поверхности 200-300 Кельвинов, поскольку она будет излучать часть энергии, поглощаемой ею на инфракрасных длинах волн. Эта температура сравнима с холодными коричневыми карликами Y-типа . Если мы можем принять приближение черного тела и радиус около 1 а.е., мы получим светимость для сферы размером 200 К в виде Это значительно ярче, чем холодный коричневый карлик той же температуры. Кроме того, закон Планка

LDS≃4πσр2T4~1025 Вт≃0,1L⊙
дает пиковую длину волны черного тела около 14 500 нм, помещая излучения в средний инфракрасный диапазон, как и ожидалось. Относительно горячие коричневые карлики должны иметь высокую инфракрасную эмиссию. Другими словами, сфера Дайсона должна выглядеть на расстоянии как большой светящийся коричневый карлик.

Сферы Дайсона на классической картине сплошной оболочки, окружающей звезду, на самом деле нестабильны, поэтому маловероятно, что они когда-либо будут построены. Мы должны ожидать, что другие варианты - рои Дайсона, кольца, пузыри и т. Д. - которые состоят из больших массивов более мелких объектов, будут создаваться с гораздо большей вероятностью.

Fermilab использовал данные Инфракрасного астрономического спутника (IRAS) для поиска сфер Дайсона в качестве вторичной миссии , ища полосу в инфракрасных длинах волн с центром около 300 K (см. Carrigan (2009) ), охватывающую от 100 K до 600 K. Исследование началось с 250 000 источников на 96% неба, затем сократили их до 6000, основываясь на температурном диапазоне и потоке. 17 «неоднозначных» кандидатов наконец остались. Насколько мне известно, это наиболее полный опрос, который еще проводился.

Конечно, были и другие , большинство из которых использовали данные IRAS. WISE и 2MASS также предоставили данные. Было найдено очень мало кандидатов, и было подсчитано, что среди них должен быть любой в пределах около 1 кпк в разумных температурных диапазонах (менее 400 К).

Есть действительно естественные источники, которые могут оказаться ложными срабатываниями. Карриган перечисляет несколько:

  • Пылевые оболочки вокруг звезд, возможно, претерпевают потерю массы
  • Звезды в пыльных областях, включая плотные туманности
  • Переменные Мира , которые теряют массу к концу своей жизни
  • Планетарные туманности
  • Звезды AGB , которые могут создавать околозвездные оболочки, а также звезды после AGB
HDE 226868
источник
Я думаю, что сфера Дайсона невозможна, потому что ничто не может стабилизировать ее от гравитационного коллапса в звезду. Кольцо, вращающееся с нужной скоростью, лучше, но это совершенно другой тип вещей, и оно может захватить только крошечную долю энергии звезд.
Уолтер
@ Вальтер: Я согласен с тобой об этом. Я также думаю, что, пренебрегая гравитацией, цивилизации было бы невероятно трудно построить что-либо из вышеперечисленного - если бы я был астрономом, я бы не стал их искать. Но для целей этого ответа я решил просто проигнорировать это.
HDE 226868
Ни один серьезный астроном не делает. Те, кто это делают, делают это только потому, что могут хорошо продавать их на публике и, следовательно, получить определенное финансирование.
Уолтер
@ Вальтер Без шуток. Я бы ожидал чего-то подобного, возможно, от SETI, но не от кого-то, кто бы работал где-то вроде Мауна-Кеа. Особенно с учетом того, как трудно получить временные интервалы.
HDE 226868