Künstlerische Darstellung einer Dyson-Struktur. (Cocada/iStock/Getty Images Plus) Eine der größten Fragen, die wir über das Universum haben, ist: Sind wir als technologisch fortgeschrittene Spezies allein? Dies wirft andere Fragen auf: Wenn es Außerirdische da draußen gäbe, wie würde ihre Technologie aussehen? Und wie könnten wir es überhaupt erkennen?
Eine neue Studie hat einige Antworten auf diese Fragen gegeben – zumindest, wenn es sich bei der fraglichen Technologie um eine Art wahnsinnigen Energiesammler namens a handelt Dyson-Kugel , Energie von a abziehen schwarzes Loch .
„In dieser Studie betrachten wir eine Energiequelle einer gut entwickelten Typ-II- oder Typ-III-Zivilisation.“ „Sie brauchen eine stärkere Energiequelle als ihre eigene Sonne“, schreiben die Forscher in ihrer Arbeit .
„Eine Akkretionsscheibe, eine Korona und relativistische Jets könnten potenzielle Kraftwerke für eine Typ-II-Zivilisation sein.“ „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Akkretionsscheibe bei einem Schwarzen Loch mit stellarer Masse selbst bei einem niedrigen Eddington-Verhältnis hundertmal mehr Leuchtkraft liefern könnte als ein Hauptreihenstern.“
Das Konzept einer Dyson-Kugel wurde in den 1960er Jahren vom theoretischen Physiker Freeman Dyson als Lösung für das Problem des Stromverbrauchs populär gemacht, der die Fähigkeiten eines Zivilisationsplaneten übersteigt. Die Kugel selbst ist um den Stern des Planetensystems herum gebaut – eine Megastruktur, die die Energie des Sterns an der Quelle sammelt.
Dysons Papier vorgeschlagen dass Infrarotemissionen thermischer Energie entweichen könnten, wenn die Dyson-Struktur Sternenergie einfängt und umwandelt, was hypothetisch das Vorhandensein dieser hypothetischen Strukturen verraten könnte. Wenn wir diese Infrarotsignatur erkennen könnten, könnten wir sie auf fremde Zivilisationen ausrichten.
Unter der Leitung des Astronomen Tiger Yu-Yang Hsiao von der National Tsing Hua University in Taiwan hat ein Forscherteam das Konzept einen Schritt weitergeführt. Was wäre, wenn die Dyson-Kugel (oder der Dyson-Ring oder der Dyson-Schwarm) um ein Schwarzes Loch herum angeordnet wäre? Würde es funktionieren und was könnten wir von hier auf der Erde aus erkennen?
Das Eine ist vor allen anderen das Schwarze Löcher sind bekannt für ihr starkes Gravitationsfeld, das alles, was nahe genug kommt, aufsaugt und nicht wieder herauslässt (was wir erkennen können).
Sie fragen sich daher vielleicht, wie man ernten könnte irgendetwas von so einem Biest. Wie sich herausstellt, gibt es in der extremen Umgebung eine Reihe von Prozessen um ein Schwarzes Loch, aus dem möglicherweise Energie gewonnen werden könnte.
In ihrer Arbeit betrachtet das Team eine Reihe dieser Prozesse: die Akkretionsscheibe aus Material, das um ein Schwarzes Loch wirbelt und durch Reibung überhitzt wird bis zu Millionen Grad ; Hawking-Strahlung , die theoretische Schwarzkörperstrahlung, die von Schwarzen Löchern emittiert wird, vorgeschlagen von Stephen Hawking .
Andere potenziell relevante Phänomene, die dazu beitragen könnten, sind: sphärische Ansammlung , Die Corona magnetisierten Plasmas zwischen der Innenkante der Akkretionsscheibe und dem Ereignishorizont sowie die dort abgefeuerten Jets relativistische Geschwindigkeiten von den Polen aktiver Schwarzer Löcher.
Basierend auf Modellen von Schwarzen Löchern mit der 5-, 20- und 4-Millionen-fachen Sonnenmasse (das ist die Masse von Sagittarius A*, dem supermassereichen Schwarzen Loch im Herzen der Milchstraße) konnten Hsiao und Kollegen um festzustellen, dass eine Satellitenkugel in der Lage wäre, aus einigen dieser Prozesse effektiv Energie zu gewinnen.
„Die größte Leuchtkraft kann von einer Akkretionsscheibe gesammelt werden und erreicht das 100.000-fache der Leuchtkraft der Sonne, genug, um eine Typ-II-Zivilisation aufrechtzuerhalten.“ schreiben die Forscher .
„Wenn eine Dyson-Kugel außerdem nicht nur die elektromagnetische Strahlung, sondern auch andere Arten von Energie (z. B. kinetische Energie) aus den Jets sammelt, wäre die gesamte gesammelte Energie etwa fünfmal größer.“
Solche Strukturen wären über mehrere Wellenlängen hinweg nachweisbar, fanden die Forscher heraus, wobei heißere Dyson-Kugeln im ultravioletten Bereich besser sichtbar seien und kühlere Dyson-Kugeln im Infraroten sichtbar seien, genau wie Dyson selbst vorhergesagt habe.
Da jedoch aktive Schwarze Löcher in beiden Wellenlängenbereichen bereits viel Strahlung aussenden, könnte die Entdeckung des Dyson-Überschusses leichter gesagt als getan sein.
Das Team schlägt vor, dass andere Messungen, etwa Änderungen im Licht, da das Schwarze Loch geringfügig von der Schwerkraft der Kugel beeinflusst wird, dabei helfen könnten, herauszufinden, wo sich diese Strukturen verstecken könnten.
Die Forschung wurde im veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society .