-
Qora tuynuklar issiq disklar, atrofdagi plazma va kuchli reaktivlar orqali juda katta miqdorda energiya chiqarishga qodir, bu biznikidan ancha katta tsivilizatsiyani qo'llab-quvvatlash uchun yetarli.
-
Har qanday ulkan kollektor foydalanilmagan energiyasini issiqlik sifatida chiqaradi va zamonaviy teleskoplar tomonidan aniqlanishi mumkin bo'lgan yorug'likni yaratadi.
-
Astronomlar oddiy yulduzlar va disklar tushuntirib bera olmaydigan g'ayrioddiy ultrabinafsha, ko'rinadigan yoki infraqizil signallarni qidirish uchun mavjud qora tuynuklar kataloglarini o'rganishlari mumkin edi.
Qora tuynuklar energiyani yashirish uchun yaratilganga o'xshaydi, uni namoyish qilish uchun emas. Biroq, ulkan kollektorlarga ega bo'lgan tsivilizatsiya aniqlanadigan yorug'likni yaratishi va koinotdagi eng qorong'u obyektlardan birini texnologik mayoqqa aylantirishi mumkin. Bu ishora issiqlik shaklida keladi.
Tayvandagi Tsing Xua Milliy universitetining xalqaro tadqiqotchilari guruhi rivojlangan tsivilizatsiya qora tuynuk atrofida Dayson sharini qurishi mumkinmi yoki yo'qligini o'rganib chiqdi. Tahlil davomida ular mavjud teleskoplar uni aniqlay oladimi yoki yo'qmi degan savolga javob berishdi.
Dyson sharsimon sistema energiya manbasini o'rab oladi va uning nurlanishini ushlaydi. To'liq qobiq mexanik jihatdan beqaror bo'ladi, shuning uchun jamoa shuningdek, to'dalar, halqalar, pufakchalar va yengil yelkanlarni ham ko'rib chiqdi.
Zulmatdan kuch olishning oltita usuli
Tadqiqotchilar oltita mumkin bo'lgan energiya manbalarini baholadilar: kosmik mikroto'lqinli fon nurlanishi, Xoking nurlanishi, akkretsiya diski, Bondi akkretsiyasi, issiq toj va relyativistik oqimlar.
Kosmik mikroto'lqinli fon nurlanishi ilk koinotning qoldiq nurlanishidir. Qora tuynuk sovuq yutgich vazifasini bajarishi mumkin, atrofdagi tuzilma esa bu fon energiyasini to'playdi. Biroq, mavjud quvvat II turdagi tsivilizatsiya uchun juda past bo'ladi, bu taxminan yulduz energiyasidan foydalanishga qodir tsivilizatsiya sifatida belgilanadi.
Xoking nurlanishi yanada amaliyroq bo'lmas edi. Bu zaif nazariy nurlanish qora tuynukning voqea gorizontiga yaqin kvant effektlaridan kelib chiqadi. Quyosh massasidan besh baravar katta qora tuynuk uchun kutilgan quvvat -30 vatt kuchiga taxminan 10 ga teng bo'ladi. II turdagi energiya sarfi taxminan 26 vatt kuchiga taxminan 10 ga teng.
Eng istiqbolli imkoniyatlar voqealar ufqidan tashqarida. Qora tuynuk tomon tushayotgan materiya akkretsiya diskini hosil qilishi mumkin, bu yerda kuchli qizish nurlanish hosil qiladi. Hatto past Eddington koeffitsientida (nazariy chegaraga nisbatan yorqinlik o'lchovi) ishlaydigan yulduz massali qora tuynuk ham Quyoshdan yuzlab marta yorqinroq nurlanish hosil qilishi mumkin.
Aylanish bu quvvatni oshirishi mumkin. Tahlilda aylanmaydigan Shvartsshild qora tuynugi uchun 5,7 foiz va juda aylanadigan Kerr qora tuynugi uchun 39,9 foiz akkretsiya samaradorligi ishlatilgan. Xuddi shu akkretsiya tezligi bilan Kerr diski yetti baravar yorqinroq bo'lar edi.
Turli massadagi qora tuynuklardagi issiq Dayson sharlarini aniqlash uchun mumkin bo'lgan to'lqin uzunliklari. Binafsha, ko'k, yashil, to'q sariq va qizil mintaqalar mos ravishda rentgen nurlari (10 nm), ultrabinafsha nurlanish (400 nm), optik nurlanish (760 nm), yaqin infraqizil nurlanish (760 nm) va o'rta infraqizil nurlanish (540 nm) to'lqin uzunliklarini ifodalaydi. (Muallif: Tiger Yu-Yang Hsiao va boshqalar, arXiv)
«"Jets" eng katta sovrinni yutib olishi mumkin.
Qora tuynukning koronasi yana bir muhim nurlanish manbai bo'lishi mumkin. Bu juda issiq plazma ichki diskni o'rab oladi va yuqori energiyali nurlanishni hosil qiladi. Tadqiqotchilarning hisob-kitoblariga ko'ra, korona foydali emissivlikni faqat diskka nisbatan taxminan 30-50 foizga oshirishi mumkin.
Relyativistik oqimlar bundan ham ko'proq narsani taklif qiladi. Bu tor plazma oqimlari qutblardan otilib chiqadi va nurlanish va kinetik energiyani tashiydi. Oqimlardan chiqadigan nurlanish diskning yorqinligining taxminan 60-80 foizini tashkil qilishi mumkin. Oqimlarning umumiy quvvati ularning emissivligidan taxminan 10 baravar ko'p bo'lishi mumkin.
Massasi besh Quyosh massasi va Eddington koeffitsienti past bo'lgan qora tuynuk uchun tadqiqotchilar oqimlarning umumiy energiyasini taxminan 1,7 million Quyosh yorqinligiga teng deb hisoblashdi. Massasi jihatidan Sagittarius A* ga o'xshash supermassiv qora tuynuk atrofida disk, toj va oqimlarning umumiy energiyasi tsivilizatsiyaning Kardashev indeksini 3 ga ko'tarishi mumkin. Bu daraja galaktik miqyosda energiya sarfini ifodalaydi.
Bunday energiyani yig'ish jiddiy muhandislik qiyinchiliklarini tug'diradi. Diskning nurlanishini yutadigan tuzilma disk tashqarisida joylashgan bo'lishi kerak. Issiq tizim uchun ehtimoliy Shvartsshild radiusi qora tuynukning harorati, yorqinligi va massasiga qarab 1000 dan 100 000 gacha bo'lgan.
Ma'lum qattiq materiallar uchun uzoqroq masofa talab qilinadi. Strukturaning haroratini 3000 Kelvin yoki undan past darajada ushlab turish uchun jamoa besh Quyosh massasiga ega qora tuynuk uchun taxminan 7,12 million Shvartsshild radiusi va 20 Quyosh massasiga ega qora tuynuk uchun 11,3 million masofani hisoblab chiqdi.
Akkretsiya diskining yorqinligi massa akkretsiya tezligining funksiyasi sifatida. To'q sariq chiziq Kerr qora tuynugining ekstremal qismiga (𝑎 1) mos keladigan 𝜂 0399 ni, sariq chiziq esa aylanmaydigan qora tuynuklarga mos keladigan 𝜂 0057 ni bildiradi. (Muallif: Tiger Yu-Yang Hsiao va boshqalar, arXiv)
Haddan tashqari issiqlik kollektorlarni ochib qo'yadi.
Mukammal energiya konversiyasi mavjud emas. Sivilizatsiya ushlangan energiyaning bir qismidan foydalanishi mumkin, ammo qolgan qismi chiqindi issiqlik sifatida yo'qoladi. Tuzilmaning harorati va masofasiga qarab, bu yorug'lik ultrabinafsha, ko'rinadigan, yaqin infraqizil yoki o'rta infraqizil to'lqin uzunliklarida namoyon bo'lishi mumkin.
Jamoa Somon Yo'li diametrining taxminan uchdan bir qismiga teng bo'lgan, 10 kiloparsek masofada joylashgan besh quyosh massali qora tuynukni modellashtirdi. Ularning taklif qilingan konfiguratsiyalarida issiq, qattiq kollektor tizimlari mavjud tadqiqot asboblari tomonidan aniqlanadigan darajada yorqin bo'ladi.
Potensial asboblar qatoriga Hubble kosmik teleskopining keng maydonli kamerasi 3 (WFC3), GALEX ultrabinafsha tadqiqotlari, Pan-STARRS1, VISTA yarim shar tadqiqoti, Explorer keng maydonli infraqizil tadqiqoti va Sloan raqamli osmon tadqiqoti kiradi. Yaqinroq yoki massivroq tizim yorqinroq ko'rinadi.
Aniqlash qiyinligicha qoladi. Chang ultrabinafsha va ko'rinadigan yorug'likni xiralashtirishi mumkin, shu bilan birga hamroh yulduzlar, sayyoralar va oddiy rentgen nurlari qo'shaloq yulduzlarining xatti-harakatlari signalning bir qismini niqoblashi mumkin. Past yashirinish yoki past uzatish samaradorligi ham normal nurlanish ostida ortiqcha issiqlikni niqoblashi mumkin.
Mualliflar ma'lum qora tuynuklar va ularning nomzodlaridan boshlashni tavsiya qiladilar. Astronomlar bir nechta to'lqin uzunligi diapazonlarini taqqoslashlari va to'liq spektral energiya taqsimotini taxmin qilishlari mumkin. Tushuntirib bo'lmaydigan issiqlik cho'qqisi, ayniqsa hamroh yulduz bilan mos kelmaydigan cho'qqi, batafsilroq tadqiqotni talab qilishi mumkin.
Relyativistik reaktiv oqimlarning sxemasi. (a) Chiziqli reaktiv uzatish (ya'ni, sirt maydoni 𝑅2 DS) va (b) burchak o'zgarganda (ya'ni, sirt maydoni 𝑅𝑘 DS, bu yerda 𝑘 4). Ranglar qora tuynukgacha bo'lgan masofaga qarab masshtablanadi. Masshtablar ixtiyoriy. Panellardagi tasvirlar masshtabga tortilmaydi. (MANBA: Tiger Yu-Yang Hsiao va boshqalar, arXiv)
Spektroskopiya spektrlarida kuchli molekulyar tasmalarni o'z ichiga olgan salqin yulduzlar chiqaradigan sun'iy issiqlikni ajratib olishi mumkin edi. Radial tezlikni o'lchash ko'rinadigan hamrohning yulduz yoki sayyora bo'lish uchun yetarli massaga ega ekanligini tekshirishi mumkin edi. Kollektor tizimining massasi ancha kichikroq bo'lishi kerak.
Tadqiqotning amaliy oqibatlari
Bu ish Dyson sharlarining mavjudligiga dalil keltirmaydi. U katta osmon tadqiqotlaridan to'plangan ma'lumotlardan foydalangan holda qidiruvda yordam berishi mumkin bo'lgan jismoniy imzolarni aniqlaydi.
Astronomlar faqat maqsadli signallarni yoki ko'rinadigan tuzilmalarni qidirish o'rniga, ma'lum qora tuynuklar atrofidagi g'ayrioddiy issiqlik emissiyasini tekshirishlari mumkin. Eng ehtimoliy nomzodlar kutilmagan ultrabinafsha, optik yoki infraqizil nurlanishni namoyon etadigan qora tuynuklar, shuningdek, jismoniy holatidan ko'ra xiraroq ko'rinadigan disk bo'lishi mumkin.
Bunday qidiruvlar an'anaviy qora tuynuk tizimlarining modellarini ham takomillashtirishi mumkin. Sun'iy tushuntirish ishonchli bo'lishi uchun har qanday nomzod chang, yulduz hamrohlari, akkretsiya o'zgarishlari va spektral xususiyatlarga qarshi sinovdan o'tkazilishi kerak.
Asosiy xulosani sinab ko'rish mumkin: qora tuynuklar nihoyatda rivojlangan tsivilizatsiya uchun yetarli energiya bilan ta'minlashi mumkin va muqarrar ravishda issiqlik tarqalishi bunday tsivilizatsiyani topishga imkon beradi.
Tadqiqot natijalari arXiv jurnalida onlayn tarzda mavjud.
Asl maqola, "O'zga sayyoralik tsivilizatsiyalar qora tuynuklardan energiya yig'ish uchun Dayson sharlaridan foydalanishi mumkin" The Brighter Side of News nashrida chop etilgan.
Tegishli maqolalar
-
Olimlar Dayson sharlariga o'ralgan deb taxmin qilinadigan bir nechta yulduzlarni kashf etishdi.
-
Termoyadroviy energiyani aniqlash rivojlangan begona tsivilizatsiyalarni ochib berishi mumkin.
-
Astronomlar o'layotgan ulkan yulduzning so'nggi harakatlarini kuzatmoqdalar.
Sizga shunday ijobiy hikoyalar yoqadimi? Obuna bo'ling Yangiliklarning yorqin tomoni axborot byulleteni .