С момента выдвижения гипотезы физиком Фриманом Дайсоном в 1960 году, одноименная «сфера» превратилась в своего рода Святой Грааль для специалистов, занимающихся поиском техносигнатур. Предполагается, что высокоразвитая цивилизация могла бы окружить свое светило глобальной оболочкой (или, согласно современным уточнениям, «роем» из множества автономных модулей), чтобы аккумулировать практически весь энергетический выход звезды. Теоретическая возможность существования таких структур не вызывает сомнений, но как именно они выглядели бы в окуляре телескопа? Новое исследование Амирнезама Амири из Университета Арканзаса, представленное в препринте на arXiv и готовящееся к публикации в журнале Universe, детально анализирует этот вопрос, указывая на типы звезд, наиболее подходящие для размещения подобных мегаструктур.
Вполне закономерно, что в списке фаворитов оказались красные карлики. Это наиболее распространенные объекты в нашей Галактике, отличающиеся крайне экономным расходом ядерного топлива и, как следствие, феноменальным долголетием. Срок их жизни может исчисляться триллионами лет, что значительно превышает нынешний возраст Вселенной. Учитывая их скромные размеры в сравнении с Солнцем, рой Дайсона можно было бы развернуть на расстоянии от 0,05 до 0,3 а.е. от поверхности, что существенно снижает затраты на необходимые материалы.
Белые карлики выглядят еще более перспективными с точки зрения материалоемкости. Эти компактные и сверхплотные остатки звезд, подобных Солнцу, сжаты до размеров, составляющих лишь около 1% от первоначального радиуса. В таком сценарии искусственный рой можно расположить всего в нескольких миллионах километров от поверхности, что радикально упрощает инженерную задачу по сравнению со строительством вокруг гигантов. К тому же стабильное излучение в течение миллиардов лет превращает их в надежный и долговечный источник энергии.
Каким же образом мегаструктуры выдают свое присутствие? Традиционно астрономы классифицируют светила по температуре и светимости с помощью диаграммы Герцшпрунга — Рассела (Г—Р). Сфера Дайсона, поглощая видимый свет звезды, кардинально меняет ее положение на этом графике. Согласно фундаментальным законам физики, поглощенная энергия должна быть переизлучена в космос в виде тепла, то есть в инфракрасном диапазоне. Таким образом, сфера выступает в роли радиатора, трансформирующего звездный свет в тепловой след.
Это приводит к резкому смещению объекта в правую часть диаграммы, где располагаются холодные тела. При этом болометрическая светимость (суммарная энергия во всех диапазонах) остается неизменной, поэтому на графике объект будет находиться на том же вертикальном уровне, что и исходная звезда, будь то красный или белый карлик.
Ключевой маркер здесь — масштаб температурного сдвига. Поверхность типичного красного карлика нагрета примерно до 3000 К. Однако сфера Дайсона вокруг него будет иметь температуру всего около 50 К — на два порядка ниже. Поскольку в этой области диаграммы естественные звезды практически не встречаются, любое обнаруженное там тело становится приоритетным кандидатом на роль искусственного объекта.
Еще один важный индикатор — «стерильность» спектра. Природные системы обычно демонстрируют характерные линии излучения силикатов, указывающие на наличие пылевых дисков. Искусственные панели радиаторов не создают пылевого облака, поэтому для спектрографа такая структура будет выглядеть аномально чистой.
Необходимо учитывать и конструктивные особенности: в концепции «роя» между коллекторами неизбежно будут оставаться зазоры, а плотность их размещения может варьироваться. Это обусловлено физическими ограничениями материалов, делающими невозможным создание монолитной сферы даже при малых радиусах. Наличие таких просветов приведет к крайне необычным и резким колебаниям кривой блеска при вращении всей структуры.
Инфракрасная специализация телескопа «Джеймс Уэбб» делает его идеальным инструментом для поиска подобных аномалий. Впрочем, данные и более ранних миссий, таких как WISE, активно анализируются учеными. Так, в мае 2024 года в рамках проекта «Гефест» было выявлено семь потенциальных кандидатов среди красных карликов в выборке из 5 миллионов звезд. Один из них позже был идентифицирован как наложение фоновой сверхмассивной черной дыры, но остальные шесть объектов по-прежнему требуют пристального изучения. Новая научная работа существенно дополняет методологию поиска, приближая человечество к моменту обнаружения первой внеземной техносигнатуры.
