Niečo akoby brzdilo dve hviezdy: Nová teória za tým hľadá technológiu cudzej civilizácie
Stredoškolák navrhol nový spôsob hľadania mimozemských civilizácií. Namiesto odpadového tepla sleduje hviezdy, ktoré sa otáčajú podozrivo pomaly.
Hľadanie stôp po mimozemských civilizáciách sa dlho točilo hlavne okolo jednej predstavy. Ak niekto vo vesmíre existuje a používa pokročilé technológie, mal by po sebe zanechať viditeľný odtlačok. Problém je, že vôbec netušíme, ako má cudzia technológia vyzerať. Nezvyčajný jav môže mať úplne prirodzené vysvetlenie. Naopak, niečo umelé môže byť také nenápadné, že si to nevšimneme.
Najznámejším príkladom je Dysonova sféra. Ide o hypotetickú megakonštrukciu okolo hviezdy, ktorá zachytáva jej energiu. Realistickejšie pôsobí Dysonov roj vytvorený z množstva menších objektov. Takáto technológia by po sebe mala zanechať výraznú stopu v infračervenom spektre, najmä v podobe odpadového tepla. Astronómovia preto tento typ signálu hľadajú celé desaťročia. Presvedčivý dôkaz zatiaľ nenašli.
Nový prístup ponúka preprint z portálu arXiv. Jeho autorom je turecký stredoškolák Sahin Torlakcik. Namiesto svetla a odpadového tepla upriamil pozornosť na rotáciu hviezd. Vo svojej práci opisuje koncept Stellar J-Harvesting, teda odoberanie rotačného momentu hybnosti hviezdy. Civilizácia by tak nezískavala energiu zo žiarenia, ale z rotácie samotnej hviezdy.
Namiesto svetla by civilizácia mohla odoberať rotáciu hviezdy
V porovnaní s Dysonovou sférou potrebuje takýto systém len zlomok materiálu a produkuje omnoho menej odpadového tepla. Pri odobratí polovice rotačnej energie počas jednej miliardy rokov vychádza jeho priemerný výkon približne na 1018 wattov. V porovnaní s Dysonovou štruktúrou zachytávajúcou celú svietivosť hviezdy ide asi o stámiliónkrát slabší výkon.
Pre dnešné infračervené teleskopy je takýto tepelný signál prakticky neviditeľný. Pri typickej vzdialenosti hviezd v poli Keplera leží hlboko pod citlivosťou teleskopu WISE. Hypotetický systém by sa preto prezradil inak. Samotná hviezda by sa otáčala podstatne pomalšie, než zodpovedá jej veku a vlastnostiam.
Neprehliadni
Premeniť túto myšlienku na fungujúcu technológiu nie je jednoduché. Hviezda nemá pevný povrch, na ktorý sa dá priložiť mechanická brzda. Torlakcik preto počíta s elektromagnetickými väzbami a hviezdnym vetrom, teda prúdom nabitých častíc ovplyvňovaných magnetickým poľom hviezdy. V práci opisuje niekoľko spôsobov, ako z neho odobrať moment hybnosti.
Prvý mechanizmus využíva Alfvénove vlny, čiže oscilácie magnetického poľa v plazme. Obrovská vodivá štruktúra vložená do hviezdneho vetra by z týchto vĺn preberala časť momentu hybnosti. Hviezda by sa postupne spomaľovala bez priameho kontaktu.
Ďalší návrh počíta s masívnym vodivým prstencom vo vzdialenosti približne jednej astronomickej jednotky od hviezdy, teda zhruba tam, kde obieha Zem. Prstenec by využíval Lorentzovu silu. Magnetické pole hviezdy by pôsobilo na elektrické prúdy a náboje v konštrukcii a odovzdávalo jej časť momentu hybnosti. Z prstenca by sa stal obrovský orbitálny zotrvačník.
Jeden návrh by mohol zanechať rádiový alebo röntgenový signál
Najodvážnejší variant pracuje so synchrotrónovým spomaľovaním. Výkonná vodivá sústava umiestnená v hviezdnom vetre by urýchľovala nabité častice na rýchlosti blízke svetlu. Pri pohybe po zakrivenej dráhe by častice vysielali synchrotrónové žiarenie. Reakčný moment vznikajúci pri tomto procese by cez hviezdny vietor pôsobil proti rotácii hviezdy.
Tento mechanizmus môže zanechať rádiový alebo röntgenový signál, ktorý by zachytili observatóriá ako VLA alebo LOFAR. Opísané riešenia netreba brať ako hotové návody na stavbu megakonštrukcie. Torlakcik nimi ukazuje, že fyzika ponúka viacero ciest, ako možno rotačnú energiu hviezdy odoberať.
Svoj nápad následne otestoval na reálnych dátach z teleskopu Kepler. Zameral sa na hviezdy hlavnej postupnosti spektrálnych tried F, G a K. Po prísnom filtrovaní mu zostala vzorka 6 725 hviezd.
Z nej vystúpili dva objekty s mimoriadne pomalou rotáciou, KIC 6606183 a KIC 9834255. Ich rotačné periódy dosahujú približne 61 a 65 dní. Prvá hviezda má podľa odhadu asi jednu miliardu rokov, druhá približne dve miliardy rokov. Hviezda typu F alebo G s vekom okolo jednej miliardy rokov sa pritom bežne otočí približne raz za 5 až 10 dní.
Ak ich spomalil systém Stellar J-Harvesting, musel odobrať viac než 95 percent pôvodnej rotačnej energie hviezd. Torlakcik napriek tomu nehovorí o objave mimozemskej technológie.
Pomalú rotáciu môžu spôsobiť aj bežné astrofyzikálne procesy. Najväčšiu pochybnosť vyvolávajú neodhalení hviezdni sprievodcovia. Slapovými silami dokážu meniť rotáciu hviezdy a ich svetlo môže skresliť merania. Pri KIC 6606183 zachytila Gaia výrazný astrometrický šum, ktorý naznačuje možného skrytého sprievodcu.
Táto hviezda má navyše nízku metalicitu a leží blízko takzvaného Kraftovho zlomu, kde magnetické brzdenie funguje slabšie. Obe vlastnosti môžu aspoň sčasti vysvetliť jej pomalú rotáciu. Pri KIC 9834255 zaznamenala Gaia niekoľko meraní zmiešaných s blízkym zdrojom svetla. Aj tam môže výsledok ovplyvňovať neodhalený sprievodca alebo kontaminácia dát.
Rozhodnú až merania radiálnej rýchlosti, presnejšia analýza chemického zloženia a snímky s vysokým rozlíšením. Torlakcikov návrh medzitým otvára nový smer hľadania. Možno totiž nehľadáme civilizácie na správnom mieste. Ich technológia nemusí svietiť ani hriať. Stačí, že po nej zostane hviezda, ktorá sa otáča podozrivo pomaly.
