Astronomer er på jagt efter Dyson-sfærer

Der er noget poetisk over menneskehedens forsøg på at opdage andre civilisationer et sted i Mælkevejens vidde. Der er også noget forgæves ved det. Men vi vil ikke stoppe. Det er der næppe tvivl om.

En gruppe videnskabsmænd mener, at vi måske allerede har opdaget teknosignaturer fra en teknologisk civilisations Dyson-sfærer, men detektionen er gemt i vores store skare af astronomiske data.

En Dyson-sfære er et hypotetisk ingeniørprojekt, som kun meget avancerede civilisationer kunne bygge. I denne forstand betyder "avanceret" den slags næsten ufattelige teknologiske dygtighed, der ville tillade en civilisation at bygge en struktur omkring en hel stjerne. Disse Dyson-sfærer ville tillade en civilisation at udnytte al en stjernes energi.

En civilisation kunne kun bygge noget så massivt og komplekst, hvis de havde nået niveau II i Kardashev-skalaen. Dyson-sfærer kunne være en teknosignatur, og et team af forskere fra Sverige, Indien, Storbritannien og USA udviklede en måde at søge efter Dyson-sfærens teknosignaturer, som de kalder Project Hephaistos. (Hephaistos var den græske gud for ild og metallurgi.)

De har offentliggjort deres resultater i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . Forskningen har titlen "Project Hephaistos—II. Dyson-sfærekandidater fra Gaia DR3, 2MASS og WISE."

Hovedforfatteren er Matías Suazo, ph.d. studerende ved Institut for Fysik og Astronomi ved Uppsala Universitet i Sverige. Dette er det andet papir, der præsenterer Project Hephaistos. Den første er her.

"I denne undersøgelse præsenterer vi en omfattende søgning efter delvise Dyson-sfærer ved at analysere optiske og infrarøde observationer fra Gaia, 2MASS og WISE," skriver forfatterne. Disse er store astronomiske undersøgelser designet til forskellige formål.

Hver af dem genererede en enorm mængde data fra individuelle stjerner. "Dette andet papir undersøger Gaia DR3-, 2MASS- og WISE-fotometrien af ​​~5 millioner kilder for at opbygge et katalog over potentielle Dyson-sfærer," forklarer de.

Det er en besværlig opgave at gennemgå alle disse data. I dette arbejde udviklede forskerholdet en særlig datapipeline til at arbejde sig igennem de kombinerede data fra alle tre undersøgelser. De påpeger, at de leder efter delvist færdiggjorte kugler, som ville udsende overskydende infrarød stråling.

"Denne struktur ville udsende spildvarme i form af mid-infrarød stråling, der ud over færdiggørelsesniveauet af strukturen ville afhænge af dens effektive temperatur," skriver Suazo og hans kolleger.

Problemet er, at de ikke er de eneste objekter, der gør det. Mange naturlige objekter gør det også, som circumstellar støvringe og stjernetåger. Baggrundsgalakser kan også udsende overskydende infrarød stråling og skabe falske positiver. Det er rørledningens opgave at filtrere dem fra.

"Der er udviklet en specialiseret pipeline til at identificere potentielle Dyson-sfære-kandidater med fokus på at detektere kilder, der viser unormale infrarøde overskud, som ikke kan tilskrives nogen kendt naturlig kilde til sådan stråling," forklarer forskerne.

Dette rutediagram viser, hvordan pipelinen ser ud.

Rørledningen er kun det første skridt. Holdet udsætter listen over kandidater for yderligere undersøgelse baseret på faktorer som H-alfa-emissioner, optisk variabilitet og astrometri.

I det sidste snit overlevede 368 kilder. Af dem blev 328 afvist som blandinger, 29 blev afvist som irregulære, og fire blev afvist som nebularer. Det efterlod kun syv potentielle Dyson-sfærer ud af omkring 5 millioner oprindelige objekter, og forskerne er sikre på, at disse syv er legitime.

"Alle kilder er klare mid-infrarøde emittere uden tydelige forurenere eller signaturer, der indikerer en åbenlys melleminfrarød oprindelse," forklarer de.

Det er de syv stærkeste kandidater, men forskerne ved, at de stadig kun er kandidater. Der kan være andre grunde til, at de syv udsender overskydende infrarød. "Tilstedeværelsen af ​​varme affaldsskiver omkring vores kandidater er fortsat en plausibel forklaring på det infrarøde overskud af vores kilder," forklarer de.

Men deres kandidater ser ud til at være stjerner af M-typen (rød dværg), og affaldsskiver omkring M-dværge er meget sjældne. Det bliver dog kompliceret, fordi nogle undersøgelser tyder på, at affaldsskiver omkring M-dværge dannes anderledes og præsenteres anderledes.

En type affaldsdisk kaldet Extreme Debris Disks (EDD) kan forklare noget af den lysstyrke, som teamet ser omkring deres kandidater. "Men disse kilder er aldrig blevet observeret i forbindelse med M-dværge," skriver Suazo og hans medforfattere.

Det efterlader holdet med tre spørgsmål:"Er vores kandidater mærkelige unge stjerner, hvis flux ikke varierer med tiden? Er disse stjerners M-dværg-affaldsskiver med en ekstrem fraktioneret lysstyrke? Eller noget helt andet?"

"Efter at have analyseret den optiske/NIR/MIR-fotometri på ~5 x 10 ⁶ kilder fandt vi syv tilsyneladende M-dværge, der udviser et infrarødt overskud af uklar natur, som er kompatibelt med vores Dyson-sfæremodeller," skriver forskerne i deres konklusion.

Der er naturlige forklaringer på det overskydende infrarøde fra disse syv, "Men ingen af ​​dem forklarer tydeligt et sådant fænomen hos kandidaterne, især i betragtning af at alle er M-dværge."

Forskerne siger, at opfølgende optisk spektroskopi ville hjælpe med at forstå disse syv kilder bedre. En bedre forståelse af H-alfa-emissionerne er især værdifuld, da de også kan komme fra unge diske.

"Især analyse af det spektrale område omkring H-alpha kan hjælpe os i sidste ende at kassere eller verificere tilstedeværelsen af ​​unge diske," skriver forskerne.

"Yderligere analyser er absolut nødvendige for at afsløre den sande natur af disse kilder," konkluderer de.

Flere oplysninger: Matías Suazo et al., Project Hephaistos – II. Dyson-sfære-kandidater fra Gaia DR3, 2MASS og WISE, Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society (2024). DOI:10.1093/mnras/stae1186

Journaloplysninger: Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society

Leveret af Universe Today