科学家发现了新线索，可能有助于天文学家探测到最著名的假想外星巨型结构之一：戴森球。研究发现，红矮星和白矮星是最值得观测的恒星，因为高等文明可能更容易在它们周围建造能量收集群。这些物体将因发出红外光而非可见光而易于辨认，它们缺乏普通恒星特有的尘埃特征，并可能以异常方式闪烁。
尽管这一概念在理论上已被长期讨论，但一个重要问题仍然存在：如果确实存在一个，天文学家会看到什么？阿肯色大学的阿米尔内扎姆·阿米里的一项新研究，目前在arXiv上作为预印本提供，并计划发表在《Universe》期刊上，确切探讨了这些巨大结构通过现代望远镜看起来会是怎样。该研究还确定了最可能拥有它们的恒星类型。
红矮星和白矮星是首选目标
最有力的候选者之一是红矮星。这些体积小、温度低的恒星是银河系中最常见的恒星类型，它们消耗核燃料的速度极慢，因此可以存续数万亿年，这远远超过了宇宙目前的年龄。
从工程角度来看，它们相对较小的体积也使其颇具吸引力。根据这项研究，戴森群可以在距离红矮星约0.05到0.3天文单位（AU）的轨道上运行，所需的建筑材料远少于围绕像太阳这样较大的恒星建造的戴森群。
白矮星可能更具吸引力。这些致密的恒星残骸是类太阳恒星耗尽燃料后坍缩至仅约原始体积1%的残留核心。
由于它们非常致密，戴森群可以在距离恒星表面仅几百万公里的轨道上运行，从而大幅降低所需结构的规模。白矮星还能以稳定的速率释放能量长达数十亿年，这使它们成为可靠的长期能源。
戴森球将如何改变恒星的外观
天文学家使用赫罗图对恒星进行分类，该图绘制了恒星温度与光度之间的关系。戴森球将极大地改变恒星在该图表上的位置。
该结构将吸收恒星发出的几乎所有辐射，而不是让可见光逃逸。由于能量不会凭空消失，等量的能量必须被发射回太空，但会以光谱中红外波段的热量形式存在。实际上，这种巨型结构会吸收星光，将能量用于建造者预期的任何目的，然后将多余的能量作为红外热辐射出去。
尽管恒星的总能量输出保持不变，但其表观温度会低得多。由于赫罗图使用的是热光度（即所有波段的光度总和），该天体将保持在相同的光度位置，但在图表上会急剧向温度较低的一侧偏移。
独特的红外特征
这种温度偏移是该研究最引人注目的预测之一。典型的红矮星表面温度约为3000K。然而，周围的戴森球的有效温度可能低至50K，大约低两个数量级。
没有已知的天然恒星位于赫罗图的这一区域。任何在此区域被发现的天体都会立即成为值得进一步调查的引人注目的候选者。
另一个可能的线索是尘埃的缺失。普通恒星通常显示出与尘埃盘相关的硅酸盐发射特征。相比之下，戴森群由散热板而非尘埃组成，因此具有异常“干净”的光谱。
寻找奇异的光变曲线
该研究还强调，真正的固体戴森球几乎肯定无法建造。现代计算表明，即使是围绕相对较小的恒星，所需的材料数量也是不切实际的。
相反，先进的文明可能会构建一个由许多独立恒星能收集器组成的群体，在它们之间留有间隙或在整个结构中改变密度。当这些组件环绕恒星运行时，它们可能产生高度异常、非自然的亮度变化，从而在普通恒星的行为中显得格外突出。
詹姆斯·韦伯望远镜与搜寻外星巨型结构
詹姆斯·韦伯太空望远镜特别适合搜寻这些假设结构，因为它专长于红外观测。较早的任务如WISE也在为这项工作做出贡献。
2024年5月，赫淮斯托斯项目的研究人员在检查了约500万颗恒星的星表后，报告了七个有希望的戴森球候选者，且均与红矮星相关。其中一个候选者后来被排除，因为背景中一个完美对齐的超大质量黑洞解释了这一异常信号。
这仍然留下了五个值得更深入研究的候选者。虽然尚未确认任何一个是外星巨型结构，但阿米里的工作为天文学家提供了另一组观测线索，有助于区分真正的技术特征与自然宇宙现象。如果戴森群确实存在于银河系的某处，未来的红外观测或许终将揭示它们的藏身之所。