Jakie są obecne granice obserwacyjne dotyczące istnienia sfer / rojów / pierścieni Dysona?

Dysona kuli / rój / pierścień jest hipotetycznym struktura jednostka wyjątkowo naziemnej skonstruować zebrać dużą część światła gospodarza gwiazdy, i może generować stosunkowo silne w podczerwieni, które potencjalnie mogą być wykryte przez współczesne badania podczerwieni (np WISE ). Czy na podstawie tych badań mamy jakieś znaczące ograniczenia dotyczące istnienia tych struktur w Drodze Mlecznej (lub poza nią)? Jakie rodzaje zjawisk naturalnych można by pomylić z takimi strukturami, gdyby istniały?

Czytanie oryginalnego argumentu Dysona dostarcza użytecznych informacji. Mówi, że taka kula miałaby temperaturę powierzchni 200–300 kelwinów, ponieważ napromieniowałaby część energii, którą pochłania przy długości fal podczerwonych. To temperatura porównywalne do ochłodzenia typu Y brązowe karły . Jeśli przyjmiemy przybliżenie ciała czarnego i promień około 1 AU, otrzymamy jasność dla sfery 200 K Jest znacznie jaśniejszy niż chłodny brązowy karzeł o tej samej temperaturze. Dodatkowo prawo Plancka

$$L_{\text{DS}}\simeq4\pi\sigma R^2T^4\sim10^{25}\text{ Watts}\simeq0.1L_{\odot}$$ daje szczytową długość fali ciała czarnego około 14 500 nm, umieszczając emisje w średnim zakresie podczerwieni, zgodnie z oczekiwaniami. Relatywnie gorące brązowe karły powinny mieć wysoką emisję w podczerwieni. Innymi słowy, kula Dysona powinna przypominać z daleka dużego, świecącego brązowego karła.

Sfery Dysona, w klasycznym obrazie solidnej powłoki otaczającej gwiazdę, są w rzeczywistości niestabilne, więc jest mało prawdopodobne, aby kiedykolwiek powstały. Powinniśmy się spodziewać innych wariantów - roje Dysona, pierścienie, bąbelki itp. - które składają się z dużych tablic mniejszych obiektów, które są znacznie bardziej prawdopodobne.

Fermilab wykorzystał dane z podczerwonego satelity astronomicznego (IRAS) do poszukiwania sfer Dyson jako misji drugorzędnej , przeszukując pasmo w podczerwieni o długości fali około 300 K (patrz Carrigan (2009) ), obejmujące od 100 K do 600 K. Badanie rozpoczęło się od 250 000 źródeł na ponad 96% nieba, a następnie zmniejszono je do około 6000 na podstawie zakresu temperatur i strumienia. Ostatecznie zostało 17 „dwuznacznych” kandydatów. Według mojej wiedzy jest to najbardziej kompletna dotychczas przeprowadzona ankieta.

Były oczywiście inne , w większości wykorzystujące dane IRAS. Dane WISE i 2MASS również przyczyniły się. Znaleziono bardzo niewielu kandydatów i oszacowano, że każdy z nich w granicach około 1 kpc w rozsądnych zakresach temperatur (mniej niż 400 K) powinien być wśród nich.

Istnieją rzeczywiście naturalne źródła, które mogą okazać się fałszywie pozytywne. Carrigan wymienia kilka:

• Pył wokół gwiazd prawdopodobnie ulega utracie masy
• Gwiazdy osadzone w zakurzonych obszarach, w tym gęstych mgławicach
• Zmienne Mira , które ulegają masowej utracie pod koniec życia
• Mgławice Planetarne
• Gwiazdy AGB , które mogą tworzyć koperty okołogwiazdowe, a także gwiazdy post-AGB