Сферы Дайсона вокруг черных дыр могут выявить инопланетные цивилизации
Один из самых больших вопросов о Вселенной: одиноки ли мы как технологически продвинутые виды? Это вызывает другие вопросы: если бы инопланетные цивилизации были где-то поблизости, как бы выглядела их технология? И, соответственно, как мы могли их обнаружить?
Новое исследование дало некоторые ответы на эти вопросы — по крайней мере, если рассматриваемая технология представляет собой тип невероятного сборщика энергии, называемого сферой Дайсона, который отбирает энергию из черной дыры.
«В этом исследовании мы рассматриваем источник энергии хорошо развитой цивилизации Типа II или Типа III. Им нужен более мощный источник энергии, чем их собственная звезда», — пишут исследователи в своей статье.
«Аккреционный диск, корона и релятивистские джеты могут быть потенциальными электростанциями для цивилизации II Типа. Наши результаты показывают, что для черной дыры звездной массы даже при низком коэффициенте Эддингтона аккреционный диск может дать в сони раз больше энергии, чем у звезды главной последовательности».
Концепция сферы Дайсона была популяризирована физиком-теоретиком Фрименом Дайсоном в 1960-х годах как решение проблемы энергопотребления, превышающего возможности планеты цивилизации. Сама сфера построена вокруг звезды планетной системы — мегаструктура, которая собирает энергию звезды.
В статье Дайсона предполагалось, что инфракрасные излучения тепловой энергии могут ускользать, поскольку структура Дайсона захватывает и преобразует звездную энергию, что гипотетически может выдавать наличие этих гипотетических структур. Эта инфракрасная сигнатура, если бы мы могли ее обнаружить, позволила бы нам сосредоточиться на инопланетных цивилизациях.
Под руководством астронома Тайгера Ю-Янга Сяо из Национального университета Цин Хуа на Тайване группа исследователей продвинула эту концепцию на шаг вперед. Что, если бы сфера Дайсона располагалась вокруг черной дыры? Будет ли это работать и что мы сможем обнаружить отсюда, на Земле?
Прежде всего, черные дыры известны своим мощным гравитационным полем, которое поглощает все, что подходит достаточно близко, и не выпускает его снова (что мы можем обнаружить).
Поэтому вы можете задаться вопросом, как можно получить что-нибудь от такого объекта. Как выясняется, в экстремальной среде вокруг черной дыры происходит ряд процессов, из которых, возможно, может быть получена энергия.
В своей статье группа рассматривает ряд таких процессов: аккреционный диск из материала, вращающийся вокруг черной дыры, перегретый трением до миллионов градусов; Излучение Хокинга, теоретическое излучение черного тела, испускаемое черными дырами, предложенное Стивеном Хокингом.
Другие потенциально важные явления, которые могут внести свой вклад, включают сферическую аккрецию, корону намагниченной плазмы между внутренним краем аккреционного диска и горизонтом событий и струи, запускаемые с релятивистскими скоростями с полюсов активных черных дыр.
Основываясь на моделях черных дыр, которые в 5, 20 и 4 миллиона раз превышают массу Солнца (масса Стрельца A *, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути), Сяо и его коллеги смогли определить, что сфера спутников сможет эффективно использовать энергию некоторых из подобных процессов.
«Самая большая светимость может быть получена от аккреционного диска, который в 100000 раз превышает светимость Солнца, что достаточно для поддержания цивилизации II Типа», — пишут исследователи.
«Более того, если сфера Дайсона собирает не только электромагнитное излучение, но и другие типы энергии (например, кинетическую энергию) от струй, общая собранная энергия будет примерно в пять раз больше».
Как и предсказывал сам Дайсон, такие структуры будут обнаруживаться на разных длинах волн, причем более горячие сферы Дайсона более заметны в ультрафиолетовом диапазоне, а более холодные сферы Дайсона будут видны в инфракрасном диапазоне.
Команда предполагает, что выполнение других измерений, таких как изменение света, поскольку на черную дыру незначительно влияет гравитация сферы, может помочь выявить, где такие структуры могут скрываться.
Исследование было опубликовано в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
Источники: Фото: cokada/iStock/Getty Images Plus
