Was sind die aktuellen Beobachtungsgrenzen für die Existenz von Dyson-Kugeln / Schwärmen / Ringen?

Eine Dyson-Kugel / ein Dyson-Schwarm / ein Dyson-Ring ist eine hypothetische Struktur, die von einer außerirdischen Entität konstruiert wird, um einen großen Teil des Lichts ihres Wirtssterns zu sammeln, und die wahrscheinlich eine ziemlich starke Infrarotsignatur erzeugt, die möglicherweise durch moderne Infrarotuntersuchungen (wie z WISE ). Haben wir irgendwelche bedeutenden Einschränkungen für die Existenz dieser Strukturen in der Milchstraße (oder darüber hinaus) aus diesen Erhebungen? Welche Naturphänomene könnten mit solchen Strukturen verwechselt werden, wenn sie existieren?

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— Guillochon
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Warum sollte es "ziemlich stark" sein? Wäre es im Vergleich zu anderen IR-Quellen, wie dem Stern, der sich in der Nähe befindet, im Vergleich eher unbedeutend? Wie die schwer zu fassende vage Grenze der Korona eines roten Hypergiganten?

— Jeremy

Da die Oberfläche sichtbares Licht sammelt und dann die Energie im Infrarotbereich abstrahlt, sehen Sie wahrscheinlich zwei überlagerte Schwarzkörperkurven, eine für den Wirtsstern und eine für das Objekt, das im Infrarotbereich Spitzen aufweist. (Schade, dass ich kein Bild anhängen kann.)

— LDC3

@ LDC3 Wenn es sich um eine vollständig umschlossene Dyson-Kugel handeln würde, warum gäbe es dann eine Schwarzkörperkurve für den Wirtsstern?

— Jeff-Inventor ChromeOS

@ Jeff-InventorChromeOS Eine Dyson-Kugel hätte nur eine Schwarzkörperkurve mit der Spitze im Infrarot. Ich dachte an einen Dyson-Ring, als ich meine Erklärung abgab.

— LDC3

L_{DS} ≃ 4 π σ R^{2} T^{4} \sim 10^{25} Watt ≃ 0,1 L_{⊙}

$L_{\text{DS}}\simeq4\pi\sigma R^2T^4\sim10^{25}\text{ Watts}\simeq0.1L_{\odot}$ Das ist wesentlich leuchtender als ein kühler Brauner Zwerg gleicher Temperatur. Darüber hinaus gibt das Plancksche Gesetz eine maximale Wellenlänge des schwarzen Körpers von ungefähr 14.500 nm an, wodurch die Emissionen erwartungsgemäß im mittleren Infrarotbereich liegen. Bei relativ heißen Braunen Zwergen ist mit hohen Infrarotemissionen zu rechnen. Mit anderen Worten, eine Dyson-Kugel sollte aus der Ferne wie ein großer, leuchtender Brauner Zwerg aussehen.

Dyson-Kugeln, im klassischen Bild einer festen Hülle, die einen Stern einhüllt, sind tatsächlich instabil, so dass es unwahrscheinlich ist, dass sie jemals gebaut werden. Es ist zu erwarten, dass andere Varianten - Dyson-Schwärme, Ringe, Blasen usw. -, die sich aus großen Anordnungen kleinerer Objekte zusammensetzen, mit größerer Wahrscheinlichkeit erzeugt werden.

Fermilab verwendete Daten des Infrared Astronomical Satellite (IRAS) , um nach Dyson-Kugeln als Sekundärmission zu suchen. Dabei suchte er eine Bande mit Infrarotwellenlängen zwischen 300 K (siehe Carrigan (2009) ), die 100 K bis 600 K abdeckte. Die Studie begann mit 250.000 Quellen über 96% des Himmels, die dann je nach Temperaturbereich und Fluss auf etwa 6.000 reduziert wurden. 17 "mehrdeutige" Kandidaten wurden schließlich verlassen. Dies ist meines Wissens die vollständigste Umfrage, die bisher durchgeführt wurde.

Es gab natürlich auch andere , die meistens IRAS-Daten verwendeten. WISE und 2MASS haben ebenfalls Daten beigesteuert. Es wurden nur sehr wenige Kandidaten gefunden, und es wurde geschätzt, dass einer innerhalb von etwa 1 kpc in vernünftigen Temperaturbereichen (weniger als 400 K) unter diesen gewesen sein sollte.

Es gibt in der Tat natürliche Quellen, die sich als falsch positiv erweisen könnten. Carrigan listet mehrere:

Staubschalen um Sterne, die möglicherweise einen Massenverlust erleiden
Sterne, eingebettet in staubige Gebiete, einschließlich dichter Nebel
Mira-Variablen , die gegen Ende ihres Lebens einen Massenverlust erleiden
Planetarische Nebel
AGB-Sterne , die zirkumstellare Umschläge erzeugen können, sowie Post-AGB-Sterne

— HDE 226868
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Ich denke, eine Dyson-Kugel ist unmöglich, weil nichts sie gegen den Gravitationskollaps in den Stern stabilisieren kann. Ein Ring, der sich mit der richtigen Geschwindigkeit dreht, ist besser, aber eine völlig andere Sache und kann nur einen winzigen Bruchteil der Sternenergie einfangen.

— Walter

@Walter Da stimme ich dir zu. Ich denke auch, dass es, wenn man die Schwerkraft vernachlässigt, für eine Zivilisation unglaublich schwierig wäre, eines der oben genannten zu bauen - wenn ich ein Astronom wäre, würde ich nicht nach ihnen suchen. Aber für die Zwecke dieser Antwort habe ich beschlossen, das einfach zu ignorieren.

— HDE 226868

Kein ernsthafter Astronom tut dies. Diejenigen, die dies tun, tun dies nur, weil sie dies gut mit der Öffentlichkeit vermarkten können und damit etwas Geld erhalten.

— Walter

@ Walter Kein Scherz. Ich würde so etwas vielleicht von SETI erwarten, aber nicht von jemandem, der irgendwo wie Mauna Kea arbeitet. Besonders wenn man bedenkt, wie schwierig es sein kann, Zeitfenster zu bekommen.

— HDE 226868