自2015年后，戴森球的新消息来了

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翻译：张瀚之

校对：牧夫校对组

编排：张莹

后台：李子琦 胡永葳 李鸣晨

原文链接：https://www.universetoday.com/170424/high-resolution-imaging-of-dyson-sphere-candidate-reveals-no-radio-signals/

II型文明可以通过戴森球等结构直接获取恒星的能量。

图源：Fraser Cain

在过去长达六十余年的地外文明搜寻计划（SETI）中，天文学家们将很多种外星生命的“潜在技术活动的迹象“，也被称为地外文明的“技术特征”纳入了考量。尽管目前大多数SETI的研究都聚焦在了来自遥远天体的无线电信号，也被大众认为“更现实一些”，天文学家们的搜索范围也广泛的考虑到了其他的可能性，包括定向能量、中微子、引力波等通信形式，以及戴森球、克拉克带、尼文环等巨型结构。

戴森球：人类对星际能源的大胆猜想

1960年，美国物理学家弗里曼·戴森提出了一项大胆的宇宙工程假想，那就是戴森球。戴森球是一种包裹恒星的“人”造巨型结构（直径可达2亿千米）。戴森球可以完全捕获恒星释放的能源，成为天然的“核聚变反应堆”。戴森认为，随着文明能源需求指数级增长，利用恒星全部能量输出是高级文明的必然选择，也是人类搜寻外星智慧生命的关键线索。

物理学家弗里曼·戴森

图源：普林斯顿大学

戴森球并非单一实体。戴森提出它还由无数独立卫星组成的“戴森云”、包裹恒星的固态“戴森壳”、借助光压悬浮的“戴森泡”一起构成一个巨型系统。在宇宙中，绝大部分能源时来自恒星的辐射，其实都被浪费掉了。比如，截止2023年，我们太阳系各行星只接收了太阳辐射能量的大约 1/109。戴森球可以让高级文明开采辐射能源，还可能承载殖民与工业基地。根据宇宙文明等级理论，掌握恒星能源的文明属于“Ⅱ型文明”，远超目前仅为0.73级的人类文明。

尽管工程难度极高（需消耗整个太阳系的物质并突破材料科学极限），不过天文学家们一直没有放弃寻找戴森球。事实上，我们离它们最近的一次就在2015年。当时开普勒望远镜观测到了一颗叫做KIC 8462852恒星，持续的表达异常亮度波动。根据数据分析，天文学家们发现它22%的光被不明物质遮蔽，一度被认为是戴森球存在的证据。尽管后续研究更倾向于彗星群假说，这一发现仍让人类对戴森球的存在更加激动。

恒星KIC 8462852，也被称为塔比星。它的光变曲线可能是外星智慧生命存在的迹象。

图源：IPAC/NASA

目前持续寻找戴森球的是瑞典的SETI子项目——赫菲斯托斯计划。因为赫菲斯托斯是希腊锻造之神的名字，所以顾名思义，它致力于搜寻广义外星文明的技术特征，不仅仅局限于针对地球的那些定向信号。在最近的一项发表在《皇家天文学会月刊》的研究中，曼彻斯特大学的一个研究团队对赫菲斯托斯计划发现的戴森球候选体展开了系统性的研究。在研究中，他们发现很多射电源数据都受到了背景活动星系核（AGN）污染。

假阳性：其实都是污染

这项突破性研究由曼彻斯特天体物理中心的博士生Tongtian Ren，Tongtian的导师Michael Garrett教授，以及伯克利SETI研究中心、SETI研究所与牛津大学副研究员Andrew Siemion合作发现。

赫菲斯托斯计划从开启到现在已经带来了很多发现，其中第四篇最新的论文聚焦了欧空局盖亚天文台（Gaia）500万颗恒星样本中M型恒星周围的7个候选天体。

天文学家们对这些候选体进行了自然成因性研究。比如，富含尘埃的碎片盘可能会吸收星光并以红外辐射再发射出去，导致我们观测到这些候选体的红外辐射严重超量——戴森曾引用这个现象来暗示一个像戴森球的巨型结构的存在。然而Garrett教授团队的这篇最新论文指出，这个解释存在很大的漏洞，赫菲斯托斯计划的测量可不是典型的碎片盘导致的。Garrett教授通过邮件向《今日宇宙》分享：

“去年初见赫菲斯托斯计划成果时，我就很疑惑他们得出的结论。他们观测了500万颗恒星，如此大规模样本中测量值是非常有可能混入背景源辐射的。恒星自身不应该在此波段产生射电辐射，这意味着信号可能源自背景射电星系。不过，我觉得是一类特殊星系，这种星系的光学波段辐射暗淡而红外波段辐射极亮。我所知到的，唯一符这个特征的就只有尘埃遮蔽星系（DOGs）了。”

Garret教授的团队是受宾州州立大学天文与天体物理教授、地外智慧中心（PSETI）主任Jason T. Wright的研究启发的。Wright假设真实戴森球可能通过射电辐射排放废热。

一个处在早期的，明亮的活动星系核的想象图。

图源：NSF/AUI/NSF NRAO/B. Saxton

博士生Tongtian 表示，他的导师Garrett教授的早期研究很具启发性：“Mike在2015年曾提出，即使对卡尔达肖夫I型文明（能耗远超人类）而言，他们的无线电通信信号仍旧过于微弱，难以探测。但戴森球对应的可是II型文明，他们的能量利用能力是I型文明的十亿倍，因此，无论戴森球附近是否存在行星居民，人类都更能有可能发现他们电磁技术应用的证据。”

为了深入进行验证，他们通过增强型多元素射电连接干涉网（e-MERLIN）与欧洲甚长基线干涉网（EVN）数据对最亮射电源（候选体G）展开了分析。意外发现赫菲斯托斯计划的三个候选体在天文数据库中存在射电对应体。Tongtian 解释道，最合理的解释是这些信号（包括候选体G）源自背景亮射电源-活动星系核（AGN）的污染：

“它们不可能属于同一个文明，要不然大量异常恒星会在太空中呈集群分布，而非孤立的七颗恒星。看到数据的时候我们就意识到了，要么数百光年外的不同地外文明均掌握相同先进射电技术，要么这些信号源于某种自然污染。很显然，我们更倾向于假设它们属于银河系外的自然天体——而且我们觉得及其有可能是炽热的尘埃遮蔽了星系。”

这个研究进一步证实了团队先前的假设：赫菲斯托斯计划识别的部分候选体确实受到同时具备强红外辐射的射电源污染。这些污染源和戴森预测的特征太像了。

II型文明戴森球想象图。

图源：Sentient Developments

Garrett教授表示：“我们无法断言所有候选体都受了污染，但部分甚至全部可能如此。我衷心的希望其中确有优质戴森球候选体。不过我们还得在技术特征搜寻中采用多波段联合分析，先要排除背景污染，再进一步研究，进行合理的推断（和想象）。”

Tongtian补充道：“天文仪器研发周期以数十年计，远慢于电子产品的迭代速度。比如盖亚（2013年发射，近年退役）与广域红外巡天探测器（WISE，2009年发射，2024年退役）已经提供了关键观测窗口。不过考虑到他们很长的研发周期性，下一代类似探测器在未来难以问世，类似赫菲斯托斯的大规模戴森球搜索短期恐难再现。因此，现有七个候选体值得我们进行深入验证。”

戴森球的概念本质上是一个理论假设。到目前为止，我们还没有找到确凿的证据证明戴森球的存在。尽管现有的研究排除了部分候选目标，并暴露了一些假阳性信号，但这并不意味着戴森球不存在，而只是说明我们目前的观测技术和方法还不足以找到确凿的证据。随着未来更先进的天文望远镜（比如韦伯、下一代射电望远镜阵列等）投入使用，他们很可能会为搜寻地外文明的研究带来新的突破。正如Garrett教授所说，多波段联合观测将在未来的SETI研究中扮演关键角色。

所以，戴森球是否存在仍然是一个开放问题，但探索的过程本身就是科学进步的重要驱动力。或许，真正的发现正等待着下一代天文望远镜的登场。读到了这里，大家认为戴森球存在吗？

责任编辑：郭皓存

牧夫新媒体编辑部

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