
戴森群的表现。图片来源:Віщун
自 1960 年物理学家弗里曼·戴森首次提出“戴森球”概念以来,戴森球一直是技术信号探测者追寻的终极目标。
一种高度发达的文明可能会在其主星周围建造一个“球体”(在我们更现代的理解中,亦可视为由众多小型组件组成的“蜂巢”),以收集并利用该恒星全部的能量输出。理论上,这样的蜂巢确实可能存在——但若我们能观测到一颗戴森结构,它到底会呈现何种外观?阿肯色大学的 Amirnezam Amiri 所发表的2026年最新论文(已在 arXiv 预印本服务器公开,计划在《Universe》上发表)正是针对这一问题展开研究,并在此过程中揭示了最有可能发现戴森结构的恒星类型。
1. 红矮星——最常见的潜在目标或许并不意外,其中一种最可能出现戴森结构的恒星类型是红矮星。
它们是银河系中最为普遍的恒星类型,核燃料燃烧极其缓慢,寿命可达数万亿年——远超过宇宙目前的寿命——且相较于我们的太阳,它们体积更小。
在这一情境下,戴森蜂巢可建在距离星表面 0.05~0.3 天文单位(AU)的地方,所需材料成本相对较低。
2. 白矮星——另一个成本更优的候选者白矮星在材料成本上往往更具优势,也是第二个值得关注的恒星类型。
它们是类似太阳之类恒星的致命残骸,已经坍缩到仅约原始星半径的 1%,即极小的半径。
在此情况下,戴森蜂巢可建在离白矮星表面仅数百万公里的地方,显著减轻在更大恒星周围建造超大结构的工程难度。
同时,它们能以稳定的方式辐射能量数十亿年,实质上形成了一个有效的长期电源。
3. 戴森结构会让恒星在赫茨普朗-罗素(H‑R)图上出现怎样的变化?天文学家通常使用 H‑R 图,根据恒星的温度和光度来分类。然而,戴森球会阻挡恒星所有自然光,彻底改变其在 H‑R 图上的位置。
能量既不能被创造也不能被毁灭,因此戴森球必须以与恒星输入相同的辐射量向外发射能量,只是以热量或红外光的形式出现。
因此,戴森球实际上可以被视为一个吸收恒星光并将其能量利用后再以热辐射的壳层。
此过程把恒星的位置整体向右移动——即图上对应的低温区。光度本身并未改变,只是从可见光转移到了红外;由于 H‑R 图采用全波段(bolometric)光度,它在垂直方向仍与其宿主恒星相同,无论是红矮星还是白矮星。
4. 关键是温度的骤降最典型的红矮星(在 H‑R 图的右下角)表面温度约 3000 K。
而戴森球环绕恒星的温度可降至约 50 K——低两个数量级。
在 H‑R 图的此一区域不存在天然恒星,使得任何在此位置的天体都极具吸引力,可能是戴森蜂巢的候选者。
5. 无尘的特征——进一步佐证没有戴森球的星体通常会在光谱中显示与尘埃盘相关的硅酸盐发射线;
然而,辐射面板周围没有尘埃,它们的光谱将显得异常“干净”。
因此,若观测到一个光谱极为清晰且红外辐射异常的星体,往往是戴森蜂巢的一个重要线索。
6. 蜂巢方法的现实可行性在“蜂巢”模式下,太阳能收集器之间可能存在间隙,或某些区域厚度不一。
这旨在使材料需求在物理上可实现——现代计算显示,即便是相对较小的半径,完整的戴森球仍然物理上不可能。
若存在这些小间隙,星体的光变曲线会异常不规则,随结构旋转而出现非自然的光变。
7. 红外望远镜的探测潜力由于红外是詹姆斯·韦伯太空望远镜的专长,它非常适合监测此类结构。
即使是更早的望远镜,如 WISE,也被积极用于搜索。
2024 年 Project Hephaistos 的一篇论文指出,在 500 万颗恒星的目录中筛选出 7 颗强烈的戴森球候选者(全部为红矮星)。
其中一颗因背景中与星体完全对齐的超大质量黑洞导致异常读数而被排除,剩下 5 颗仍值得进一步观测。
2026年这篇新论文将为天文学家提供另一种工具,帮助他们日后更精准地搜索并寻找这些难以捉摸的技术信号。
勇编撰自论文"Dyson spheres on H-R diagram". arXiv.2026相关信息,文中配图若未特别标注出处,均来源于自绘或公开图库。