Возле одной из звезд Млечного Пути может находиться рой Дайсона
В 2015 году астроном Табета Бояджан (Tabetha Boyajian) и ее коллеги объявили об открытии необычных флуктуаций света, исходящих от звезды, находящейся на расстоянии примерно в 1500 световых лет от нас. Ее стали называть «звездой Табби» или «звездой Бояджан», и необычные изменения в излучении, достигавшем Земли, быстро привлекли внимание научной общественности.
Среди нескольких предположений тщательно изучалась идея о наличии рукотворной мегаструктуры вокруг звезды, такой как рой или сфера Дайсона. В конце концов гипотезу исключили, хотя реальная причина переменной светимости звезды до сих пор остается неизвестной.
Тем не менее, идея мегаструктур, построенных вокруг звезд развитыми цивилизациями, по-прежнему вызывает интерес. В исследовании, опубликованном в журнале The Astrophysical Journal, астроном Брайан Лэки (Brian C. Lacki) из проекта Breakthrough Listen в Оксфорде (Великобритания) не исключает, что есть звезды, которые в какой-то период своей жизни являются домом для разумной цивилизации. Но вероятность того, что мы ее наблюдаем, крайне мала, если только продолжительность жизни техносигнатур не составляет многие миллионы лет. Могут ли технологии значительно пережить своих создателей, оставаясь в рабочем состоянии?
По мере развития земной цивилизации ей требуется все большее количество энергии, и, по-видимому, то же самое справедливо для других цивилизаций во Вселенной. Развитые инопланетяне могли бы попытаться использовать излучаемую материнской звездой энергию, построив вокруг нее сферическую мегаструктуру, перерабатывающую солнечное излучение в электричество или иной вид энергии.
Когда Фримен Дайсон формулировал в 1960 году свою концепцию (первоначально идея принадлежит британскому писателю-фантасту Олафу Стэплдону), он предполагал строить стационарную сетку из кремния, полученного из необитаемых планет и астероидов. Ученый пришел к выводу, что жесткая оболочка будет нестабильной: гравитация и материальные напряжения быстро разорвут сферу на части.
Однако вместо этого можно запустить в космос «рой Дайсона» — спутники, функционирующие как орбитальные жилища и одновременно коллекторы солнечной энергии. Если бы рой Дайсона в нашей Солнечной системе покрыл хотя бы 0,1% сферической области на расстоянии от Земли до Солнца, он уловил бы в два миллиона раз больше солнечной энергии по сравнению со всем солнечным излучением, падающим на Землю.
Когда «покрывающая фракция» роя приблизится к 100%, цивилизация станет популяцией типа II по шкале Кардашева, имея в своем распоряжении неограниченные объемы энергии.
Есть еще одна причина, по которой развитая цивилизация может формировать мегарой на звездной орбите. Он должен служить техносигнатурой, сообщающей о своем присутствии потенциальным братьям по разуму. Такой сигнал преодолеет не только космические расстояния, но и целые эпохи времени, если цивилизация исчезнет по каким-то причинам, например из гамма-всплеска поле взрыва сверхновой, эпидемии или социальных противоречий.
Элементы оболочки должны иметь четкую структурированную форму, которая частично заслоняет свет звезды. Это можно сравнить с переменной кривой блеска, с помощью которого астрономы открыли большинство известных экзопланет. Но остается вопрос: если у цивилизации иссякли технические возможности или она вообще исчезла, как долго этот мегарой будет автономно существовать в космосе?
Любому такому мегарою нужна автоматическая система управления, которая будет нейтрализовывать риски или последствия столкновений спутников с небольшими космическими телами. Если система управления начнет частично или полностью выходить из строя (что, по-видимому, неизбежно), гравитационная нестабильность приведет к столкновениям между членами роя, а затем в конечном итоге к каскаду столкновений, подобно тому, как космический мусор сталкивается (и будет сталкиваться все чаще) на орбите Земли. Это приведет к лавинообразному росту числа столкновений, называемому синдромом Кесслера.
Брайан Лэки провел моделирование элементов в мегарое вокруг звезды Табби, приняв что она сопоставима по размеру и яркости с Солнцем. Расчет показал, что для возникновения транзиентного (затменного) эффекта вокруг звезды должна размещаться спутниковая группировка как минимум из 340 дискообразных объектов размером с небольшую планету.
Для такого минимального роя с рандомизированной скоростью элементов среднее время между столкновениями составило по расчетам Лэки миллион лет. Но поскольку некоторые столкновения происходят задолго до среднего времени, реальный срок до начала «каскада» столкновений, когда рой рассыплется на фрагменты и пыль, составит всего 41 000 лет.
По космическим меркам это мгновение. Если человечество создаст подобный рой, чтобы сигнализировать о нашем присутствии в галактике еще долгое время после нашего исчезновения, то оно напрасно потеряет время. Без технической поддержки мегаструктура долго не протянет.
Время каскадного разрушения роя значительно увеличивается с увеличением радиуса звезды: для красного гиганта с массой в одну солнечную массу и радиусом в 25 раз больше Солнца оно возрастает до 5,3 миллиарда лет, при этом минимальный рой должен состоять из 4800 элементов. Для сравнения, карлик класса М (красный карлик), масса и радиус которого составляют соответственно 0,2 и 0,1 Солнца, распадется всего за четыре месяца. Полную таблицу для всех типов звезд можно посмотреть в работе Брайана Лэки.
К силам, способным ускорить уничтожение мегароя, относятся давление излучения звезды, ее сплющенность (отклонение от правильной сферической формы) и гравитационные возмущения, создаваемые крупными телами планетной системы. Например, по расчетам Лаки, Юпитер уничтожил бы мегарой на орбите Земли всего за несколько сотен тысяч лет.
Ученый предполагает, что развитая цивилизация уровня Кардашев II, вполне могла бы «вычистить» все лишние планеты и астероиды из своей системы, чтобы свести к минимуму вероятность уничтожения роя гравитационными возмущениями. Однако такой цивилизации нужно принять меры в отношении возможных незваных гостей из Большого космоса.
