Dyson-Sphären: Durchbruch bei der Alien-Suche?

Dyson-Sphären hinter einem Alien

Das könnte bei der Suche nach Alien-Zivilisationen alles verändern: Laut neuen Erkenntnissen haben wir bisher nicht nach den richtigen Anzeichen Ausschau gehalten. Aliens leben demnach wahrscheinlich in Dyson-Sphären, die Weiße Zwergsterne umgeben. 

Zivilisation ist Energie. Je fortschrittlicher wir darin wurden, Energie freizusetzen und zu kanalisieren, desto weiter hat sich die menschliche Spezies entwickelt. Heutzutage ist der weltweite Wohlstand so hoch wie noch nie, die Armut so niedrig wie nie, Kindersterblichkeit und Todesfälle durch Umwelteinflüsse auf dem absoluten Tiefstand. Dieses Zeitalter des Wohlstands, in dem wir leben, verdanken wir technologischen Fortschritten, die sich letztlich alle auf die Nutzung von Energie zurückführen lassen. 

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Sterne als Energiequelle

Was hat das jetzt mit Aliens zu tun? Es ist sehr wahrscheinlich, dass außerirdische Spezies, die fortschrittlicher als wir sind, besser in der Nutzung von Energie sind. Eine Alien-Spezies, die so hoch entwickelt ist, dass sie sogar die Galaxis bereisen könnte, müsste eine verdammt gute und fast unendliche Energiequelle haben. Praktisch, dass unsere Galaxis voll mit solchen Energiequellen ist: Sterne. Sterne wie unsere Sonne sind gigantische Kernfusionskraftwerke, in denen jede Sekunde gewaltige Mengen an Fusionsenergie freigesetzt werden. Pro Sekunde werden dort 564 Millionen Tonnen Wasserstoff in 560 Millionen Tonnen Helium umgewandelt. Die Sonne verliert also pro Sekunde vier Millionen Tonnen Gewicht. 

Sterne produzieren also derart gewaltige Energiemengen, dass sie grundsätzlich dazu ausreichen, eine Zivilisation für immer zu versorgen und auch fortschrittlichste interstellare Reisetechnologie möglich zu machen. Das Problem ist, dass es sehr schwierig ist, das volle Energiepotential eines Sterns zu nutzen. Solarzellen beispielsweise sind nicht in der Lage, auch nur die auf der Erde ankommende Sonnenenergie vollständig zu nutzen und haben riesige Energieverluste. Wenn die Menschen beispielsweise jeden Quadratzentimeter der Erdoberfläche mit Sonnenkollektoren bedecken würden, würde das mehr als 10 hoch 17 Joule Energie pro Sekunde erzeugen. Dabei ginge aber immer noch der größte Teil der von der Sonne abgestrahlten Energie verloren, nämlich etwa 10 hoch 26 Joule pro Sekunde. Das ist also unfassbar ineffizient. 

Sonnenkollektoren
Sonnenkolletoren: Nicht ausreichend Energie für die Menschen

Dyson-Sphären: Was ist das eigentlich?

Um zu einer interstellaren Zivilisation zu werden, brauchen wir etwas mehr. Ich rede von Mega-Strukturen, so genannten Dyson-Sphären. Wenn es interstellare hochentwickelte Spezies gibt, können wir davon ausgehen, dass sie solche Dyson-Sphären nutzen würden. Da stellt sich natürlich Frage: Was ist eine Dyson-Sphäre. Ganz einfach gesagt, handelt es sich um ein hypothetisches Konstrukt, das man komplett um einen Stern errichten könnte, um dessen Energie optimal aufzufangen und zu nutzen. 

Benannt ist das Ganze nach dem berühmten Physiker Freeman Dyson, der diese Idee 1960 entwickelte. Wenn eine fortgeschrittene Zivilisation die gewaltige Energie ihres Heimatsterns wirklich nutzen will, wird sie nicht per Gesetz Solarzellen auf ihrem Planeten fördern, sondern sie muss Megastrukturen direkt um den Stern bauen, um die gesamte Energie einzufangen. Dysons ursprünglicher Vorschlag einer massiven Sphäre mit hundertprozentiger Abdeckung des Sterns funktioniert nicht, da es unmöglich wäre, den Stern im Zentrum zu halten, und die gesamte Kugel aufgrund der extremen Gezeiten- und Rotationsbelastungen vernichtet werden würde. 

Darstellung einer Dyson-Sphäre
Darstellung einer Dyson-Sphäre (Quelle: Kevin Gill)

Energie mit Dyson-Sphären kanalisieren

Aber in abgewandelter Form würde das Ganze perfekt funktionieren – und zwar könnte eine fortgeschrittene Spezies Ringe oder Schwärme von Sonnenkollektoren bauen, die den Stern umgeben, aber immer noch Teile des Lichts und der Energie durchlassen. Auf diese Art und Weise könnte eine Alien-Spezies gigantische Mengen an Energie kanalisieren, eine super fortschrittliche Gesellschaft errichten und alle sind glücklich. 

Aber ganz so Friede Freude Eierkuchen ist es dann doch nicht. Denn selbst so ein High-Tech-Set-Up funktioniert nicht für immer, denn Sterne haben nur eine gewisse Existenzdauer. Ein durchschnittlicher Stern wie unsere Sonne existiert einige Milliarden Jahre lang, dann bläht er sich zum Roten Riesen auf und implodiert schließlich zu einem Weißen Zwerg, einer super verdichteten Restmasse des ursprünglichen Sterns, quasi ein dichter, sehr heißer Sternenleichnam. Das blüht auch unserer Sonne, aber bis sie komplett gestorben und ein Weißer Zwerg geworden ist, werden zum Glück noch fünf Milliarden Jahre vergehen. 

Suche nach Aliens: Gestorbene Sterne im Fokus

Wenn wir davon ausgehen, dass eine Alien-Spezies, die eine Dyson-Sphäre errichten kann, über den Punkt hinaus ist, an dem sie sich versehentlich selbst vernichten würden durch einen Atomkrieg oder so, wird sie also bis in die Zeit hinein existieren, in der sie einen neuen Stern benötigt, weil der alte Heimatstern zuende fusioniert hat. Und hier setzt eine super spannende Forschungsarbeit des Astronomieprofessors Ben Zuckerman an. Er schlägt vor, dass wir uns bei der Suche nach Aliens auf gestorbene Sterne und verlassene Dyson-Sphären konzentrieren sollten. Denn nach den Überlegungen, die wir gerade angestellt habe, müsste die Milchstraße doch voll sein mit gestorbenen Sternen, die in der Vergangenheit von anderen Zivilisationen mit Dyson-Sphären umhüllt wurden. 

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Denn Ihr müsst bedenken, dass unsere Galaxis schon ganze zehn Milliarden Jahre auf dem Buckel hat. In so einem langen Zeitraum können ganz schön viele Alien-Spezies, Dyson-Sphären und stellare Fusionsprozesse den Bach runterfließen. Diese Überlegung ermöglicht es den Wissenschaftlern, einen direkten Zusammenhang zwischen der Lebensdauer von Sternen und dem Vorkommen von Dyson-Sphären herzustellen. Wenn Astronomen in der Umgebung von Weißen Zwergen nach Dyson-Sphären suchen und keine finden, kann das helfen abzuschätzen, wie viele fortgeschrittene Zivilisationen in der Galaxie existieren könnten. 

Dyson-Sphären und Weiße Zwerge

Die Logik hinter der Berechnung sieht folgendermaßen aus: Die Astronomen können bislang leider nur einen kleinen Bruchteil aller Weißen Zwerge in der Galaxie vermessen, da der Rest schlicht zu weit weg von uns ist. Wenn aber genügend Außerirdische beschlossen haben, Dyson-Sphären um ihre Sterne zu bauen, dann sollten wir in unseren Untersuchungen mindestens eine Dyson-Sphäre finden. Wenn wir überhaupt keine sehen, dann setzt das eine Obergrenze für die Zahl der außerirdischen Zivilisationen, die Dyson-Sphären um Weiße Zwerge bauen. Natürlich könnte es Außerirdische geben, die sich gegen den Bau von Dyson-Sphären entscheiden, vielleicht aus religiösen Gründen oder weil sie eine unfähige Regierung haben, aber in der Forschungsarbeit wird argumentiert, dass es bei dem immensen Alter der Milchstraße am wahrscheinlichsten ist, Dyson-Sphären von Alien-Spezies um bereits gestorbene Sterne, also um Weiße Zwerge zu entdecken. 

Darstellung eines Weißen Zwergs (Quelle: NOIRLab NSF AURA J. da Silva)

Aber diese Strukturen wirklich zu finden, wird schwierig. Professor Ben Zuckerman sagt dazu: “Wenn es Dyson-Sphären gibt, werden sie wahrscheinlich schwer zu finden sein, weil es so viele Sterne gibt, die durchsucht werden müssen. Das Signal der Dyson-Sphäre wird wohl sehr schwach sein im Vergleich zu dem Stern, um den sie kreist.”

Signal von Dyson-Sphären

Aber wie sähe so ein Alien-Dyson-Signal überhaupt aus? Wonach müssen wir Ausschau halten? Das Vorhandensein einer Dyson-Sphäre um einen Weißen Zwerg hätte wohl zwei Auswirkungen. Wenn die Struktur groß oder nahe genug an ihrem Stern ist, blockiert sie teilweise das Licht, das auf der Erde ankommt, genauso wie dies bei Exoplaneten der Fall ist, die vor ihrem Stern entlang wandern. Mit dieser sogenannten Transitmethode hat man bisher den Großteil aller Exoplaneten entdeckt. Aber solche Dyson-Sphären könnten auch ein Infrarotsignal hinterlassen. Denn solche Megastrukturen würden wohl die Strahlung des Weißen Zwerges absorbieren und dessen Energie in andere Dinge umwandeln. Da so eine Umwandlung niemals zu 100 Prozent effizient sein kann, wird bei diesem Prozess etwas Abwärme zurückbleiben, die als Infrarotlicht entweicht. Und jetzt kommt’s: Überraschenderweise haben wir bereits viele Weiße Zwerge mit überschüssiger Infrarotemission gefunden. 

Doch die meisten Forscher gehen davon aus, dass diese Infrarotstrahlung auf kosmischen Staub in diesen Sternsystem zurückzuführen ist. Aber wer weiß, es ist absolut möglich, dass auch der ein oder andere Weiße Zwerg darunter ist, dessen Dyson-Sphäre im Infrarotbereich strahlt. Und folgende Berechnung kann uns auch optimistisch stimmen: Ben Zuckerman hat in seiner Arbeit hochgerechnet, wie viele Zivilisationen es auf Grundlage dieser Annahmen, in der Milchstraße geben könnte, die Dyson-Sphären um ihren Stern gebaut haben und sein unglaubliches Ergebnis: Potentiell kann es bis zu neun Millionen solcher hochentwickelten Alien-Spezies in unserer Galaxis geben. Das wäre wirklich spektakulär, aber es ist natürlich nur eine theoretische Schätzung und Professor Zuckerman selbst gibt sich auch etwas verhalten: “Einige Astronomen, mich eingeschlossen, glauben, dass technologisches Leben sehr selten vorkommt. Es könnte sogar sein, dass wir die fortschrittlichste Technologie in unserer Milchstraße besitzen. Aber niemand weiß es, also lohnt es sich, nach Beweisen zu suchen.”

Wollt ihr noch mehr über dieses Thema erfahren, dann schaut euch unbedingt mal dieses Video an:

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Nicht von dieser Welt: 5 Fakten über Oumuamua

Künstlerische Darstellung von Oumumua

Oumuamua – wer kann sich noch an diesen interstellaren Besucher erinnern, der im Jahr 2017 erstmals entdeckt wurde? Und der seitdem die Astronomiewelt ein bisschen durcheinander gewirbelt hat? Hier findet ihr 5 erstaunliche Fakten über Oumuamua.

Als das Pan-STARRS-Teleskop auf Hawaii am 19. Oktober 2017 in den Himmel gerichtet wurde, staunte der Forscher Robert Weryk nicht schlecht: Ein interstellarer Besucher hatte sich der Erde auf bis zu 33 Millionen Kilometer genähert (für astronomische Verhältnisse ein echter Katzensprung). Das entspricht rund einem Fünftel der Distanz von der Erde zur Sonne. Anders gesagt: Dieses seltsame Objekt ist uns extrem nah gekommen. Grund genug, sich den mysteriösen Besucher einmal näher anzuschauen. Hier sind unsere 5 Fakten über Oumuamua:

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Fakt 1: Oumuamua stammt nicht aus dem Sonnensystem

Das fliegende Objekt stammt nicht aus unserer direkten galaktischen Nachbarschaft. Es handelt sich um das erste interstellare Objekt, das Menschen jemals am Himmel haben vorbeifliegen sehen. Der offizielle Name lautet übrigens 1I/Oumuamua – die 1 steht für das erstmalige Auftreten, das I für “interstellar”. Als interstellar bezeichnen die Astronomen alles, das sich jenseits unseres Sonnensystems befindet – das sich also zwischen den Sternen (interstellar) befindet.

Fakt 2: Das objekt stammt vom Stern Wega

Oumuamua flog senkrecht in unser Sonnensystem hinein. Berechnungen haben ergeben, dass das Objekt vermutlich vom Stern Wega stammt, der im Sternbild der Leier zu finden ist. Der Stern Wega ist der dritthellste Stern an unserem Nachthimmel und befindet sich in rund 25 Lichtjahren Entfernung. Stammt das mysteriöse Objekt wirklich von der Wega, hat es einen langen Weg hinter sich. 1 Lichtjahr beträgt 9.460.730.472.580 km, also rund 9,5 Billionen km – und das mit 25 mulitpliziert – puh! Mittlerweile befindet sich Oumuamua auf den Weg in Richtung Sternbild des Pegasus.

Fakt 3: Oumuamua sieht aus wie eine Zigarre

Die echten Fotos dieses geheimnisvollen Objekts geben für Amateure nicht besonders viel her. Aber aufgrund der physikalischen Eigenschaften gehen die Forscher davon aus, dass Oumuamua wie eine Zigarre aussieht. Form und Beschaffenheit des Objekts könnten entstanden sein aufgrund von starken Gezeitenkräften. Oumuamua könnte zu nah an einem sehr viel massereicheren Objekt, etwa einem Stern, vorbeigeflogen sein. Die Schwerkraft des Sterns zerrte so extrem an Oumuamua, das er sich verformt hat. Solche Prozesse wurden bereits bei anderen Objekten beobachtet, etwa bei dem Kometen Shoemaker-Levy, der dem Planeten Jupiter zu nah kam und zerrissen wurde. Oumuamua wurde nicht zerrissen – das liegt vermutlich daran, dass kleinere Bruchstücke des Objekts durch die enorme Gravitation erhitzt wurden und dann zu neuen Formen verschmolzen sind.

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Fakt 4: weder Komet noch Asteroid

Bei der Entdeckung ging man aufgrund der Einflugschneise davon aus, dass es sich bei Oumuamua um einen Kometen handeln musste. Aber: Es fehlte die wichtigste Eigenschaft eines Komets, der sich einem Stern nähert – der Schweif. Auch die Koma, also die Hülle aus Gas und Staub um das Objekt herum, gab es nicht. Die Kometentheorie wurde verworfen und Oumuamua wurde als Asteroid klassifiziert. Aber auch hier sind sich die Astronomen uneinig. Das Objekt bewegt sich nicht auf einer asteroidentypischen Bahn um die Sonne herum.

Fakt 5: Mit einem Jupiter-Flyby könnte man Oumuamua erreichen

Das mysteriöse Objekt entfernt sich derzeit mit einer Geschwindigkeit von rund 26,3 km/s. Für Raumfahrzeuge ist dies nur schwer zu erreichen. Aber dennoch überlegen die Forscher, wie sie Oumuamua in Zukunft hinterherreisen könnten, um mehr über das Geheimnis zu erfahren. Das derzeit schnellste Raumfahrzeug ist die Sonde Voyager 1, die mit 16,6 km/s durch die äußersten Bereiche des Sonnensystems düst. Eine Idee lautet, eine Raumsonde am Planeten Jupiter vorbeizusteuern und dessen hohe Gravitation mit einem Flyby-Manöver auszunutzen. So würde die Sonde in Richtung Sonne geschleudert werden. Die Sonde würde dann im Perihel (im sonnennächsten Punkt) ihren Motor zünden und sich so mittels des sogenannten Oberth-Manövers aus dem Sonnensystem herauskatapultieren. In rund 16 Jahren könnte die Sonde Oumuamua erreichen. Und damit endlich das Rätsel um seine Beschaffenheit und Herkunft lösen.

Wenn ihr jetzt noch nicht genug von mysteriösen Dingen und Alien-Raumschiffen habt, dann schaut euch unbedingt mal dieses Video an:

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