Czy odkryjemy sferę Dysona?

Benjamin Zuckerman, emerytowany profesor astrofizyki z University of California, Los Angeles stwierdził właśnie, że najszybciej będziemy w stanie wykryć sferę Dysona, jeśli obca cywilizacja zbudowała ją wokół białego karła. Czym jest owa tajemnicza sfera?

W 1959 roku amerykański naukowiec Freeman Dyson zaczął propagować ideę, według której zaawansowana cywilizacja w pewnym momencie swojej ewolucji osiągnie taki poziom techniczny, że będzie się starała wykorzystać jak największą porcję energii wydzielanej przez macierzystą gwiazdę. W tym celu stworzy rój tworzących sferę, umieszczonych wokół gwiazdy kolektorów gwiezdnej energii, czy nawet platform z przeznaczeniem do zamieszkania. Bardziej ekstremalny wariant tego pomysłu obejmuje zamkniętą sferę, która chwyta praktycznie całą energię produkowaną przez zamkniętą w środku gwiazdę, a cywilizacja, która tę sferę zbuduje, będzie po prostu mieszkać w jej wnętrzu.

Powstały też takie koncepcje, jak pierścień Dysona, w którym chwytające energię kolektory krążą na kształt pierścienia po jednej orbicie wokół gwiazdy - czy też bąbel Dysona, w którym sferycznie umieszczone kolektory utrzymują się na swoim miejscu dzięki żaglom słonecznym (https://www.youtube.com/watch?v=jW55cViXu6s).

Wspomniany prof. Zuckerman twierdzi, że do poszukiwań sfer i innych struktur Dysona obserwacje białych karłów są najlepsze z kilku powodów. Oprócz tego, że jest ich relatywnie dużo, białe karły to ostatni etap życia gwiazd podobnych do Słońca. W tej fazie gwiazda taka istnieje przez miliardy lat, emitując stabilne, niezbyt silne promieniowanie. Białe karły stanowią więc potencjalnie dobre źródło energii do chwytania przez sferę czy inne struktury Dysona. Taka budowla, choć chwytałaby znaczną lub nawet większą część energii gwiazdy, to ostatecznie wypromieniowywałaby ją na zewnątrz w postaci promieniowania podczerwonego. To konieczny warunek jej istnienia - inaczej by się w końcu roztopiła. Wystarczy więc szukać odpowiedniego promieniowania, a tak się składa, że obserwacje w zakresie podczerwieni to jeden z filarów nowoczesnej astronomii.

Jednak - mimo obserwacji w tym zakresie różnych części nieba - śladów żadnej struktury Dysona nikt jednak nie znalazł (https://www.youtube.com/watch?v=6mJXv5OBel8). W 2015 roku zespół z Yale University doniósł o niezwykle przyciemnionej, nieregularnie i nietypowo migocącej gwieździe KIC 8462852 i niektórzy specjaliści sugerowali działanie właśnie sfery Dysona. Dalsze badania nie wskazały jednak na obecność megastruktur obcych i naukowcy skłaniają się obecnie ku naturalnemu wytłumaczeniu zachowania oddalonej o ok. 1,5 tys. lat świetlnych gwiazdy. Prof. Zuckerberg twierdzi, że takie struktury są jednak raczej rzadkie i dotąd ich po prostu nikt nie zauważył.

Tymczasem białe karły mogą nie być jedynymi dobrymi miejscami do poszukiwań sfer Dysona. Eksperci z tajwańskiego Państwowego Uniwersytetu Tsing Hua uważają, że takie kosmiczne budowle mogłyby się doskonale sprawdzać, gdyby otaczały czarne dziury.

Choć dla wielu może to brzmieć jeszcze bardziej fantastycznie, niż nawet samo istnienie megastruktur obcych, to badacze podają kilka ważkich argumentów na poparcie tej tezy. To prawda, że czarne dziury znane są przede wszystkim z tego, że pochłaniają wszystko, co znajdzie się dostatecznie blisko nich. Jednak ich otoczenie emituje potężne ilości energii i to pod różnymi postaciami. Naukowcy wymieniają wysokoenergetyczne strumienie cząstek - tzw. dżety, wyrzucane z biegunów czarnej dziury, dysk akrecyjny, akrecję Bondiego (sferyczne opadanie materii na centralny obiekt pod wpływem grawitacji), koronę czarnej dziury i słynne promieniowanie Hawkinga, powstające w okolicach horyzontu zdarzeń.

Nie wszystkie te zjawiska niosą taką samą ilość energii. Najwięcej miałoby pochodzić z dysku akrecyjnego, czyli spiralnie opadającej na dziurę, zagęszczającej się i rozgrzewającej materii. Każde z wymienionych źródeł wymagałoby też innego podejścia. Dużą rolę odgrywają także rozmiary. Badacze mówią raczej o niewielkich czarnych dziurach, które powstały po zapadnięciu się pojedynczych gwiazd. Już przy takiej wielkości sam dysk akrecyjny emitowałby setki razy więcej energii, niż typowa gwiazda podobna do Słońca.

Zdaniem tajwańskich badaczy otaczające czarne dziury sfery Dysona można byłoby wykryć obecnie używanymi instrumentami, na przykład kosmicznym teleskopem Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) działającym już od 2009 roku, czy w trakcie takich przeglądów nieba, jak znany Sloan Digital Sky Survey. Emitowane przez struktury Dysona promieniowanie cieplne będzie mógł wykryć też wyniesiony właśnie Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, stworzony do obserwacji kosmosu w podczerwieni. Czy oprócz spodziewanych, potencjalnie przełomowych informacji o odległych planetach, gwiazdach i początkach wszechświata odkryje otaczające całe słońca struktury zbudowane przez cywilizacje wyprzedzające w rozwoju ludzkość o setki, tysiące a może miliony lat? To dopiero byłoby odkrycie.

Marek Matacz