Рой Дайсона: как долго звездная мегаструктура просуществует без своих создателей

Теоретическую модель Лакки опубликовали в журнале The Astrophysical Journal. В ней ученый рассчитал, как ведет себя система, в которой множество искусственных объектов вращаются вокруг звезды и постепенно загораживают ее свет. Такая конструкция называется роем Дайсона. В отличие от сферы Дайсона — сплошной оболочки, охватывающей светило со всех сторон, рой состоит из множества отдельных элементов. Это могут быть спутники, станции или просто солнечные панели, движущиеся по орбитам. Идею роя предложил Фриман Дайсон в 1960 году, но еще раньше похожие конструкции описывал фантаст Олаф Стейплдон.

Если хотя бы одна десятая процента площади сферы на расстоянии орбиты Земли от Солнца будет покрыта таким роем, он сможет собирать в два миллиона раз больше энергии, чем поступает на всю поверхность нашей планеты. Это приблизило бы цивилизацию к уровню II по шкале Кардашева — такой уровень означает, что она научилась использовать всю энергию своей звезды. Но с энергетикой связано и другое возможное назначение роя Дайсона: он мог бы служить маяком для других цивилизаций, даже если сами строители давно исчезли.

Именно это заинтересовало Лакки. Он рассчитал, сколько времени рой сможет просуществовать без обслуживания. Выяснилось, что даже если его элементы сделаны из материалов размером с планету, но при этом тонкие и равномерно распределенные по орбите, первые столкновения между ними начнутся уже через несколько тысяч лет.

Для роя, расположенного на расстоянии одной астрономической единицы от звезды, похожей на Солнце, нужно как минимум 340 элементов, чтобы его можно было заметить с любого направления. При этом даже если такие структуры создаются массово, из-за короткого срока жизни мы с Земли вряд ли когда-нибудь увидим их. Лакки подсчитал: даже если каждая звезда Солнечного типа хотя бы раз в своей жизни обретала такой рой, мы сможем застать в действии только один из двадцати тысяч.

Впрочем, длительность жизни мегаструктуры зависит от размеров и типа звезды. У красного гиганта с радиусом в 25 раз больше солнечного и такой же массой минимальный рой будет состоять уже из 4800 элементов и сможет продержаться около 5,3 миллиарда лет. А вот у маленького и тусклого красного карлика — наоборот: там хватит 11 элементов, но весь рой распадется всего за четыре месяца.

Чтобы продлить срок службы, элементы можно располагать не по одной сфере, а по кольцам на разной высоте, как спутники вокруг Земли. Это немного отсрочит разрушение, но не остановит его. В любом случае без контроля и ремонта даже такие структуры разрушаются за несколько миллионов лет — примерно столько нужно цивилизации, чтобы распространиться по всей галактике.

Кроме внутренних столкновений, есть и другие угрозы. Элементы роя будут подвергаться давлению излучения звезды, деформациям из-за ее формы и гравитационным возмущениям от других тел. Например, Юпитер может разрушить такой рой, если он находится на орбите Земли, всего за несколько сотен тысяч лет. Поэтому цивилизации, стремящиеся к полной энергетической независимости, могли бы вовсе избавиться от планет и астероидов — чтобы они не мешали стабильности роя.

Лакки добавил, что цивилизации, достигшие уровня III по шкале Кардашева, то есть использующие энергию всей галактики, могут разобрать планеты в каждой системе и не оставить условий для жизни. Когда же и их мегаструктуры разрушатся, в этих уголках Вселенной уже не возникнет ни одна новая форма жизни.

Визуализация SentientDevelopments.com