銀河系中最酷的「恆星」可能是外星巨型結構

儘管這個概念在理論上長期以來一直存在爭議，但一個重要的問題仍然存在：如果它真的存在，天文學家會看到什麼？阿肯色大學的 Amirnezam Amiri 進行的一項新研究現已作為 arXiv 上的預印本發布。 宇宙探索如何透過現代望遠鏡看到這些巨大的結構。該研究還確定了將容納它們的恆星類型。

紅矮星和白矮星是主要目標

最有力的候選人之一是紅矮星。這些小而冷的恆星是銀河系中最常見的類型，它們消耗核燃料的速度非常緩慢，以至於它們可以存活數十億年，遠遠超過宇宙迄今為止存在的時間。

從工程角度來看，它們相對較小的尺寸也使其具有吸引力。根據這項研究，戴森星團可以在 0.05 至 0.3 個天文單位的距離內圍繞紅矮星運行，所需的建築材料比圍繞太陽等較大恆星建造的建築材料要少得多。

白矮星甚至更具吸引力。這些緻密的恆星殘骸是太陽的剩餘核心，就像耗盡燃料並坍縮至原始大小約 1% 的恆星一樣。

由於它們非常緊湊，戴森星團可以在距離恆星表面僅幾百萬公里的地方運行，從而大大減少了所需結構的規模。白矮星也持續釋放能量數十億年，使其成為可靠的長期能源。

戴森球如何改變恆星的形狀

天文學家使用赫羅圖 (HR) 對恆星進行分類，該圖根據恆星的光度繪製出恆星的溫度。戴森球將大大改變恆星在圖表中出現的位置。

該結構不會讓可見光逸出，而是吸收幾乎所有恆星的輻射。由於能量不能簡單地消失，因此應將相同數量的能量發射到太空中，但在光譜的紅外線部分作為熱量。事實上，巨型結構會吸收星光，將這些能量用於其建造者預期的目的，然後將多餘的能量以紅外線熱的形式輻射出去。

儘管恆星的總能量輸出保持不變，但表觀溫度會低得多。由於 HR 圖使用輻射熱光度（即所有光譜的光度），因此物體將保持相同的光度，但會移動到圖的較冷一側。

獨特的紅外線特徵

這種溫度變化是該研究中最引人注目的預測之一。典型的紅矮星的溫度約為 3000K。然而，附近的戴森球的有效溫度可達 50K，大約低兩個數量級。

沒有已知的自然恆星佔據 HR 圖的這個區域。在那裡發現的任何物體都會立即成為進一步調查的有趣候選人。

另一個可能的線索是沒有灰塵。正常恆星經常表現出與塵埃盤相關的矽酸鹽發射。另一方面，戴森裝置將由散熱器面板而不是灰塵組成，從而提供異常「乾淨」的光譜。

尋找奇怪的光變曲線

研究還指出，建造一個真正的實心戴森球幾乎是不可能的。現代計算表明，即使在相對較小的恆星周圍，所需的物質數量也是不切實際的。

相反，先進文明會建造一系列許多獨立的太陽能收集器，在它們之間留下間隙或改變整個結構的密度。當這些成分繞著恆星運行時，它們可能會產生非常不尋常和不自然的光芒，與普通恆星的行為截然不同。

詹姆斯韋伯與尋找外星巨型建築

詹姆斯韋伯太空望遠鏡特別適合尋找這些假設的結構，因為它專門從事紅外線觀測。 WISE 等較早的任務也為這項工作做出了貢獻。

2024 年 5 月，赫菲斯托斯計畫的研究人員在分析了大約 500 萬顆恆星的目錄後，報告了戴森球體的七個有希望的候選者，它們都與紅矮星有關。一名候選人後來被拒絕，因為背景中的超大質量黑洞完美排列，揭示了一個不尋常的信號。

這仍然使得五位候選人值得仔細觀察。雖然沒有一個被證實是外星巨型結構，但阿米里的工作為天文學家提供了其他觀測線索，可能有助於區分真正的技術特徵和自然宇宙現象。如果戴森星團存在於銀河系的某個地方，未來的紅外線觀測可能最終會揭示它們隱藏的位置。