تشير أبحاث جديدة إلى طريقة لتحديد أسراب دايسون المحتملة: البحث عن أجسام شديدة البرودة في نطاق الأشعة تحت الحمراء، دون وجود علامات غبار، حول الأقزام الحمراء والأقزام البيضاء.
منذ أن طرح الفيزيائي فريمان دايسون الفكرة في عام 1960، أصبحت "كرة دايسون" واحدة من أكثر العلامات التكنولوجية المرغوبة في البحث عن حضارات فضائية متقدمة.
تتلخص الفكرة الأساسية في أن حضارة أكثر تقدماً من حضارتنا قد تُحيط نجمها بـ"كرة" (أو بمفهومنا الحديث، "سرب" من مكونات أصغر) بهدف الاستحواذ على معظم طاقة النجم. هذا الهيكل ممكن نظرياً، لكن علماء الفلك ما زالوا يواجهون سؤالاً هاماً: كيف سيبدو من الأرض؟
قام فريق من الباحثين من المعهد الكوري لعلوم الأرض والموارد المعدنية (KIGAM) في نسخة أولية منشورة على موقع arXiv بدراسة هذا السؤال وتحديد نوع النجوم التي يكون من المفيد البحث فيها عن تجمعات دايسون.
النجوم الصغيرة أهداف أفضل.
تُعدّ الأقزام الحمراء فئة واعدة. فهي أكثر النجوم شيوعاً في مجرة درب التبانة، وتستهلك وقودها النووي ببطء شديد، ما يُتيح لها البقاء لفترات طويلة جداً. يُتوقع أن يعيش بعضها تريليونات السنين، أي أطول بكثير من عمر الكون الحالي.
ولأنها أصغر بكثير من الشمس، يمكن وضع سرب دايسون على بعد حوالي 0.05 إلى 0.3 وحدة فلكية من سطح النجم، مما يقلل من كمية المواد اللازمة لبنائه.
قد تكون الأقزام البيضاء أكثر جاذبية من الناحية الهندسية. فهي بقايا نجوم باردة وكثيفة، كالشمس، مضغوطة إلى حجم صغير بنصف قطر يبلغ حوالي واحد بالمئة من حجم النجم الأصلي. حول قزم أبيض، يمكن لسرب دايسون أن يدور على بعد بضعة ملايين من الكيلومترات فقط من سطح النجم، لذا فإن بناء هيكل ضخم لتجميع الطاقة أسهل بكثير من بنائه حول نجم أكبر. كما يمكن للأقزام البيضاء أن تُصدر الطاقة باستمرار لمليارات السنين، وقد تكون مصادر طاقة موثوقة طويلة الأمد.
سيتحول ضوء النجوم إلى حرارة.
لكن كيف ستبدو النجوم المحاطة بمثل هذه البنى العملاقة؟ يستخدم علماء الفلك عادةً أداة تُسمى مخطط هرتزبرونغ-راسل (HR) لتصنيف النجوم حسب درجة حرارتها ولمعانها. ولكن نظرًا لأن كرة دايسون ستحجب كل الضوء الطبيعي للنجم، فإنها ستغير موقعه تمامًا على المخطط.
الطاقة لا تُستحدث ولا تُفنى، لذا يجب أن تُصدر الكرة نفسها نفس كمية الإشعاع التي يُصدرها النجم. لكنها تفعل ذلك على شكل حرارة أو ضوء تحت أحمر. لذا يُمكن اعتبار كرة دايسون بمثابة غلاف يمتص ضوء النجم، ويستفيد من تلك الطاقة، ثم يُصدرها على شكل حرارة.
عندما تتحرك الكرة، فإنها تُزيح موقع النجم بالكامل إلى اليمين، حيث تُرسم درجات الحرارة المنخفضة على المخطط. لا يتغير اللمعان نفسه على الإطلاق، بل يُزاح فقط إلى اليسار، وبما أن مخططات هرتزبرونغ-راسل تستخدم اللمعان الكلي (أي اللمعان عبر جميع الأطياف)، فسيظهر في نفس الموضع الرأسي على المخطط مثل نجمه المضيف، سواء كان قزمًا أحمر أو قزمًا أبيض.
لكن الأهم هو مدى انحراف النجم نحو اليمين. تبلغ درجة حرارة سطح القزم الأحمر النموذجي، الذي يقع في الزاوية اليمنى السفلى من مخطط هرتزبرونغ-راسل، حوالي 3,000 كلفن. أما درجة حرارة كرة دايسون التي تدور حول نجم فستكون 50 درجة - أي أقل بمرتبتين من حيث الحجم. لا توجد نجوم طبيعية في هذه المنطقة، لذا فإن أي جرم سماوي من هذا النوع سيكون ذا أهمية بالغة باعتباره سرب دايسون محتمل.
ستبرز الإشارات الغريبة.
من العوامل الأخرى التي تُرجّح أن يكون الجسم عبارة عن سرب دايسون هو غياب الغبار. فالنجم الذي لا يمتلك كرة دايسون يُظهر عادةً خطًا طيفيًا لانبعاث السيليكات، وهو ما يرتبط غالبًا بالأقراص المظلمة. ولكن نظرًا لعدم وجود غبار حول ألواح المُشعّ، فإنها تبدو "نظيفة" للغاية بالنسبة للمطياف الذي يرصدها.
تجدر الإشارة إلى أنه في منهجية "السرب"، من المحتمل وجود فجوات بين بعض المجمعات الشمسية، أو تفاوت في سماكة أجزاء معينة من السرب. وذلك لضمان إمكانية توفير المواد المطلوبة فعليًا - إذ تُظهر الحسابات الحديثة أنه حتى مع نصف قطر صغير نسبيًا، فإن تكوين كرة دايسون كاملة غير ممكن عمليًا. في حال وجود هذه الفجوات الصغيرة، سيتصرف النجم بشكل غير مستقر للغاية، مع منحنيات ضوئية غير طبيعية أثناء دورانه.
بالنسبة للمقال العلمي: DOI: 10.48550/arXiv.2602.23270
أسئلة وأجوبة مختصرة
ما هو سرب دايسون؟
مجموعة افتراضية من الأقمار الصناعية أو المنشآت التي تدور حول نجم وتجمع جزءًا كبيرًا من طاقته.
لماذا سيبدو "بارداً"؟
لأن الطاقة الممتصة من ضوء النجم ستُعاد إشعاعها بشكل رئيسي على شكل حرارة في نطاق الأشعة تحت الحمراء، فإن درجة الحرارة المرصودة ستكون بالتالي منخفضة للغاية.
أي النجوم هم أفضل المرشحين؟
بشكل رئيسي الأقزام الحمراء والأقزام البيضاء، لأنها صغيرة ومستقرة نسبيًا، وتسمح ببناء سرب دايسون على مسافات أقصر وبتكلفة مواد أقل.
هل تم العثور على المرشحين بعد؟
بحسب المقال، حدد مشروع هيفايستوس سبعة مرشحين أقوياء في عام 2024، وبعد استبعاد أحدهم، بقي العديد من المرشحين الآخرين الذين يتطلبون متابعة الملاحظات.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
