¿Cuáles son los límites de observación actuales sobre la existencia de esferas / enjambres / anillos de Dyson?

Una esfera / enjambre / anillo de Dyson es una estructura hipotética que una entidad extraterrestre construiría para recolectar una gran fracción de la luz de su estrella anfitriona, y probablemente generaría una firma infrarroja bastante fuerte que podría ser detectada por estudios infrarrojos modernos (como SABIO ). ¿Tenemos alguna restricción significativa sobre la existencia de estas estructuras dentro de la Vía Láctea (o más allá) de estas encuestas? ¿Qué tipo de fenómenos naturales podrían confundirse con tales estructuras, si existieran?

observational-astronomy extra-terrestrial

— Guillochon
fuente

¿Por qué sería "bastante fuerte"? En relación con otras fuentes de infrarrojos, como la estrella con la que estaría, ¿no sería más insignificante en comparación? ¿Como el límite vago difícil de precisar de la corona de un hipergigante rojo?

— Jeremy

Dado que la superficie recoge la luz visible y luego irradia la energía en el infrarrojo, probablemente verás 2 curvas superpuestas de cuerpo negro, una para la estrella anfitriona y otra para el objeto que alcanza su punto máximo en el infrarrojo. (Lástima que no puedo adjuntar una imagen.)

— LDC3

@ LDC3 Si se tratara de una esfera Dyson completamente cerrada, ¿por qué habría una curva de cuerpo negro para la estrella anfitriona?

— Jeff-Inventor ChromeOS

@ Jeff-InventorChromeOS Una esfera de Dyson solo tendría una curva de cuerpo negro con el pico en el infrarrojo. Estaba pensando en un anillo Dyson cuando publiqué mi declaración.

— LDC3

L_{DS} ≃ 4 π σ R^{2} T^{4} \sim 10^{25} Watts ≃ 0.1 L_{⊙}

$L_{\text{DS}}\simeq4\pi\sigma R^2T^4\sim10^{25}\text{ Watts}\simeq0.1L_{\odot}$ Eso es sustancialmente más luminoso que una enana marrón fría de la misma temperatura. Además, la ley de Planck da una longitud de onda máxima del cuerpo negro de aproximadamente 14,500 nm, colocando las emisiones en el rango infrarrojo medio, como se esperaba. Se debe esperar que las enanas marrones relativamente calientes tengan altas emisiones infrarrojas. En otras palabras, una esfera de Dyson debería verse como, desde la distancia, una enana marrón grande y luminosa.

Las esferas de Dyson, en la imagen clásica de un caparazón sólido que envuelve una estrella, son realmente inestables, por lo que es poco probable que alguna vez se construyan. Deberíamos esperar otras variantes (enjambres, anillos, burbujas, etc.) de Dyson que se componen de grandes matrices de objetos más pequeños.

Fermilab utilizó datos del Satélite Astronómico Infrarrojo (IRAS) para buscar esferas de Dyson como una misión secundaria , buscando una banda en longitudes de onda infrarrojas centradas alrededor de 300 K (ver Carrigan (2009) ), cubriendo 100 K a 600 K. El estudio comenzó con 250,000 fuentes en más del 96% del cielo, luego las redujeron a aproximadamente 6,000 en función del rango de temperatura y flujo. 17 candidatos "ambiguos" finalmente quedaron. Esta es, a mi entender, la encuesta más completa realizada hasta ahora.

Por supuesto, ha habido otros , la mayoría utilizando datos IRAS. WISE y 2MASS también aportaron datos. Se han encontrado muy pocos candidatos, y se ha estimado que alguno dentro de aproximadamente 1 kpc en rangos de temperatura razonables (menos de 400 K) debería haber estado entre estos.

De hecho, hay fuentes naturales que podrían ser falsos positivos. Carrigan enumera varios:

Los depósitos de polvo alrededor de las estrellas posiblemente sufren pérdida de masa
Estrellas incrustadas en áreas polvorientas, incluidas nebulosas densas
Variables de Mira , que sufren pérdida de masa hacia el final de sus vidas.
Nebulosas planetarias
Estrellas AGB , que pueden crear sobres circunestelares, así como estrellas post-AGB

— HDE 226868
fuente

Creo que una esfera de Dyson es imposible, porque nada puede estabilizarla contra el colapso gravitacional en la estrella. Un anillo que gira a la velocidad correcta es mejor, pero es un tipo de cosa completamente diferente y solo puede capturar una pequeña fracción de la energía de las estrellas.

— Walter

@Walter Estoy de acuerdo contigo sobre eso. También creo que, descuidando la gravedad, sería increíblemente difícil para una civilización construir cualquiera de los anteriores: si fuera un astrónomo, no los buscaría. Pero a los efectos de esta respuesta, decidí ignorar eso.

— HDE 226868

Ningún astrónomo serio lo hace. Los que lo hacen, solo lo hacen porque pueden comercializar bien con el público y, por lo tanto, obtener algo de financiación.

— Walter

@Walter No es broma. Esperaría algo como esto quizás de SETI, pero no de alguien que trabaje en algún lugar como Mauna Kea. Especialmente dado lo difícil que puede ser obtener intervalos de tiempo.

— HDE 226868