Een artistieke interpretatie van een Dyson-bol, bestaande uit satellieten die energie van een ster kunnen verzamelen.
Freeman Dyson is misschien verdwenen, maar zijn beroemde idee van buitenaardse jacht zal waarschijnlijk tot ver in de toekomst voortduren.
Dyson, een kwantumfysicus die stierf op 96-jarige leeftijd herinnerde zich op 28 februari in een interview in 2003 hoe hij voor het eerst zijn concept van een 'Dyson-sfeer' naar voren bracht, wat het bestaan van een geavanceerde buitenaardse beschaving zou kunnen verraden. Het was via een artikel uit 1960 in het tijdschrift Science genaamd "Zoek naar kunstmatige stellaire bronnen van infraroodstraling."
Dyson schreef het artikel net zoals wetenschappers begonnen zoek naar tekenen van buitenaardse intelligentie met behulp van radiotelescopen. Het stuk uit 1960 merkte op, zei Dyson, dat radio een geweldig medium is om te zoeken - maar alleen als buitenaardse wezens bereid zijn te communiceren. Als de buitenaardse wezens zwijgen, zou je hun warmteafval in de ruimte moeten zoeken met behulp van infraroodsensoren.
"Helaas heb ik aan het einde van die opmerking toegevoegd dat we op zoek zijn naar een kunstmatige biosfeer", zei Dyson in het 45 minuten durende interview uit 2003, dat is op het YouTube-kanaalofoflife.tv.
Hij stelde zich een zwerm objecten voor die zich van een afstand als stof konden voordoen, voegde hij eraan toe, maar zijn woordkeuze leidde tot een toevallige erfenis.
'De sciencefiction-schrijvers hebben het toen in handen gekregen en dachten dat de biosfeer een bol betekent - het moet een grote, ronde bal zijn. En zo kwamen daaruit die rare begrippen, die op'Star Trek.'"
Een van de dochters van Dyson stuurde de natuurkundige een videoband van een aflevering uit 1987 van "Star Trek: The Next Generation" genaamd "Relics", zei Dyson. De plot volgt op een noodoproep van het beroemde USS Enterprise-ruimteschip; fans van de serie herinneren zich dit misschien als een crossover-aflevering met "Star Trek: The Original Series" -ster Montgomery "Scotty" Scott (gespeeld door James Doohan).
De bemanning trekt in de ruimte naar de bron van de oproep en ontdekt een immense Dyson-bol - die inderdaad wordt afgebeeld als een solide bolvormig object - rond een ster. Als we deze bol in ons eigen zonnestelsel zouden plaatsen, zou hij zo groot zijn dat hij bijna tot aan de baan van Venus zou reiken, volgens de "Star Trek" -fansite Memory Alpha. (In de aflevering wordt uitgelegd dat de Dyson-bol zo groot is als tweederde van de orbitale diameter van de aarde, en de baan van Venus ligt iets verder dan dat punt.)
'Ik heb het bekeken [de aflevering], en oh ja, het is heel duidelijk gelabeld [als een Dyson-sfeer]; het was best leuk om ernaar te kijken, maar het was allemaal onzin', zei Dyson in het interview. Hij voegde eraan toe dat de naam "Dyson-bol" een verkeerde benaming is, aangezien hij oorspronkelijk de inspiratie kreeg van sciencefiction-schrijver uit de jaren dertig, Olaf Stapledon, die voor het eerst over het concept schreef in de roman "Star Maker".
Afbeeldingen zoals die in "Relics" hebben ons het huidige populaire begrip gegeven van een Dyson-bol, die een mammoetstructuur rondom een ster voorstelt om zoveel mogelijk van zijn energie vast te leggen.
Stel je dus ieders verrassing voor in 2015 wetenschappers kondigden een ster aan die vreemd gedrag vertoonde, fluctuerend zonder duidelijk patroon. Het ontdekkingsteam bracht veel ideeën naar voren, waaronder het idee dat dit misschien een echte Dyson-sfeer in actie was.
Deze ster (KIC 8462852 genoemd) is anders een onopvallend object. Het is een beetje heter en groter dan de zon van de aarde en is in kosmische termen niet ver van ons verwijderd, ongeveer 1.480 lichtjaar verwijderd van onze planeet in het sterrenbeeld Cygnus.
De onderzoekers ontdekten de vreemde lichtfluctuaties van de ster met behulp van een missie die is ontworpen om jarenlang naar sterren te staren om op exoplaneten te jagen. De ster verscheen in gegevens van NASA's Kepler-ruimtetelescoop, met plotselinge dimmen tot 22% voor een paar dagen of een week tegelijk. In feite waren het niet de astronomen die het patroon voor het eerst zagen; het waren burgerwetenschappers die het werk van Kepler via de crowdsourcing onderzochten Planet Hunters-project op Zooniverse.org.
Het onderzoeksteam van 2015, onder leiding van astrofysicus Tabetha "Tabby" Boyajian (toen aan de Yale University en nu aan de Louisiana State University), kon aanvankelijk de dimmen en verheldering door natuurlijke verschijnselen zoals stof niet verklaren.
Hun ontdekkingspapier in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ging viraal. De ster kreeg de bijnaam Tabby's ster (en later Boyajian's ster) naar de ontdekker; Boyajian schrijft het idee van de sfeer van Dyson toe aan een van haar collega's en niet aan zichzelf, vertelde ze aan Space.com.
Een van de beste resultaten van het artikel was dat het meer samenwerking tussen astronomen en degenen die op zoek waren naar tekenen van buitenaardse intelligentie bevorderde, zei ze in een interview. 'We kijken allemaal naar dezelfde lucht, naar dezelfde doelen, maar we mengen niet zo goed. We gaan niet naar dezelfde conferenties en we lezen niet dezelfde kranten,' voegde ze eraan toe.
Een ander gelukkig neveneffect van de publiciteit was dat het team van Boyajian tijd kreeg voor de Allen Telescope Array (ATA), een netwerk van 42 radioschotels in Noord-Californië, beheerd door het Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) Institute. De meeste telescopen hebben beperkte tijd beschikbaar voor observaties en daarom moeten teams voorstellen schrijven over hoe ze de tijd willen gebruiken. Deze voorstellen worden vervolgens door collega's beoordeeld door andere astronomen om te bepalen wie de telescoop voor een vooraf bepaalde periode krijgt.
Boyajian en collega's schreven een voorstel van één pagina dat aanvankelijk werd afgewezen, maar daarna kregen ze toch een uitnodiging om de ATA te gebruiken 'omdat het goede publiciteit was', zei ze. De bonustijd van de telescoop hielp het team van Boyajian een pauze te nemen. In 2017 dimde en lichtte de ster verschillende keren op terwijl de telescoop erop gericht was, zoals haar team besprak in een paper dat in 2018 in The Astrophysical Journal Letters.
"Dit was echt opwindend, omdat we dit in realtime konden bekijken en een heleboel andere waarnemingen konden activeren om echt te bestuderen wat er voor de ster gebeurde", herinnerde Boyajian zich. Dit resulteerde, zo voegde ze eraan toe, in een "hele lading data" terwijl het team de helderheid van de ster in verschillende lichtkleuren onderzocht.
Toen ontdekte het team dat meer blauw licht werd geblokkeerd dan rood licht, wat suggereert dat de blokkering geen solide object kan zijn zoals een perfecte sci-fi Dyson-bol, zei Boyajian. 'Je zou je kunnen voorstellen dat als je een vast voorwerp voor een lichtbron zou plaatsen, dit alles gelijk zou blokkeren', legde ze uit.
Tegen 2019 waren sommige astronomen voorstanders van verklaringen zoals zwermen kometen of samengeklonterde stofwolken voor het vreemde gedrag van de ster, maar Boyajian houdt vol dat de ster meer onderzoek verdient. (In feite werkt ze aan een paar nieuwe artikelen over KIC 8462852.)
'We moeten er nog een natuurlijke verklaring voor vastleggen', zei ze. 'Als je stof rondom een ster hebt, heb je meestal ook een infraroodoverschot, [wat betekent] dat het in het infrarood oplicht in langere golflengten. Dat zien we helemaal niet.
'Bovenop deze waarnemingen,' vervolgde ze, 'hebben we nog een heel eigenaardig probleem met de ster, omdat hij niet alleen deze kortetermijndalingen in zijn helderheid heeft, maar ook deze variabiliteit op zeer lange termijn die teruggaat een eeuw. [Voorheen] was deze ster meer dan 20% helderder dan nu. Hij gooide gewoon alles in de war. "
Sommige mensen houden vast aan de hypothese van de Dyson-bol, zei Boyajian, waarbij hij het idee opriep dat de constructie misschien de lichtpatronen in de loop van de tijd verandert. Ze voegde eraan toe dat KIC 8462852 een mysterie kan blijven totdat het team een andere ster als deze kan vinden om vergelijkingsstudies te doen.
'De natuur is veel creatiever dan wij', zei ze, en suggereerde dat NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) misschien een signaal zou kunnen opvangen in een van de zones van de hemel die het bestudeert, zolang het signaal binnen een periode van 300 dagen. Kepler, ter vergelijking, staarde vier jaar naar hetzelfde stukje hemel, inclusief een periode van twee jaar waarin KIC 8462852 inactief was tussen zijn plotselinge dimmen in.
TESS roteert elke 27 dagen tussen verschillende delen van de lucht en wisselt ongeveer één keer per jaar van halfrond naar het halfrond van zuid naar noord (of vice versa). Een deel van het gezichtsveld overlapt de rotatiesequentie, waardoor een kleine zone mogelijk is die meerdere maanden tegelijk kan worden bestudeerd.
Een kleinere kans op een "aha" -signaal zou kunnen ontstaan Europa's Gaia-missie, dat een miljard sterren controleert op eigenschappen, waaronder bewegingen en veranderingen in helderheid, zei Boyajian. Omdat Gaia constant tussen verschillende delen van de lucht beweegt, kan het niet constant worden bewaakt - wat betekent dat als het iets interessants opmerkt, alle observaties kort zouden zijn en een andere missie nodig zou zijn voor follow-up.
Temidden van de internationale opwinding over haar vondst, kreeg Boyajian een aanbod van een kennis van Dyson om haar in contact te brengen met de beroemde natuurkundige, toen Dyson ongeveer 91 jaar oud was. Ze schreef Dyson een e-mail waarin ze kort haar werk uitlegde en hoe de wetenschappers worstelden om het gedrag van KIC 8462852 uit te leggen. Tot haar vreugde reageerde Dyson slechts 15 minuten later met felicitaties.
'Dit is een nieuw soort wezen in de hemelse dierentuin, en het zal belangrijk blijken te zijn', las een deel van Dysons e-mail aan Boyajian. Hij vergeleek de vondst van haar team met de ontdekking van gammastraaluitbarstingen in de jaren zestig door de Vela-satellieten van de Verenigde Staten, die voornamelijk waren ontworpen om kernproeven te detecteren.
Dyson schreef in die e-mail dat een van de teamleden achter de gammastraaluitbarsting ontdekking hem in vertrouwen had genomen over de vondst en zei dat de onderzoekers "aarzelden om de ontdekking te publiceren" omdat "de uitbarstingen de natuurwetten leken te tarten". (In slechts een paar seconden kunnen gammaflitsen evenveel energie produceren als de zon in haar 10 miljard jaar durende levensduur.)
Dyson moedigde de onderzoekers aan om te laten zien wat ze tot nu toe hadden, in het vertrouwen dat er na verloop van tijd een verklaring zou komen. Dus de publicatie ging door en leidde decennia lang tot verschillende concurrerende verklaringen. Een generatie later, in 1991, lanceerde en ontdekte NASA's Compton Gamma Ray Observatory gemiddeld één burst per dag, die uit de hele hemel kwam.
Compton ontdekte dat de uitbarstingen in twee smaken voorkomen - langer en korter - en het duurde tot 2005 voordat de bronnen van beide werden vastgepind. Langdurige uitbarstingen zijn het gevolg van zeer krachtige supernova-explosies die bekend staan als hypernova's. Kortstondige uitbarstingen treden op wanneer twee overgebleven stervormige lichamen (neutronensterren genoemd) tegen elkaar botsen en een zwart gat vormen, of een zwart gat een neutronenster inslikt.
'Het was gewoon een mooie e-mail', zei Boyajian over de woorden van Dyson. Zijn theorieën blijven relevant voor de astronomie, voegde ze eraan toe, terwijl wetenschappers worstelen met de voortdurende kwestie van waarom we nog geen intelligente aliens hebben gevonden, gezien de omvang van ons universum en de decennia van toegewijd zoeken door aardbewoners.
'Ook al hebben we tientallen, dan honderden en vervolgens duizenden planeten gevonden die overal zijn, er is geen teken van intelligent leven daarbuiten met een megafoon die tegen ons schreeuwt:' We zijn er ',' zei Boyajian.
- Fermi Paradox: Waar zijn alle buitenaardse wezens?
- 10 exoplaneten die buitenaards leven zouden kunnen herbergen
- Warp drive & transporters: hoe 'Star Trek'-technologie werkt (infographic)
