天文脑洞：探测外星恒星发动机

宇宙是一个毫无秩序可言的地方。在这里，星系相互碰撞，恒星则被驱逐到与它们母星系毫无关系的星际空间。如果这种情况发生在一个有人居住的恒星系统，那么恒星被驱逐可能是不情愿的。如果外星科学家计算出他们的恒星在几百万年后很有可能被一个黑洞吞噬，那么他们可能会选择建造一个理论上可行的超级建筑来移动恒星。

移动一颗恒星需要一种戴森壳牌概念的变体，称为什卡多夫（Shkadov）驱动器，或A级恒星发动机。这是雷奥尼·什卡多夫博士在1987年提出的一个非常直接的想法。这个想法是建造一个巨大的球面镜来反射恒星在不同方向的辐射压力。这就产生了一种推力，可以把这颗恒星推向想要它去的任何方向。恒星一旦移动，就将携带其行星一起移动，就像太阳带着它的行星在银河系中穿梭一样。

这个想法的问题在于辐射压力所产生的推力非常小，想要将太阳这样的恒星移动很远的距离需要数百万年，所以很难想象宇宙中能够建造太多球面镜。但是，如果有一个文明只需要将恒星移动一小段距离，那么建造这样一个球面镜就又是可能的。爱丁堡大学的邓肯·福根博士在2013年的一篇论文中提出了这种方法。

值得注意的是，我们探测系外行星的主要方法之一是通过观察他们的恒星的光曲线，当行星从恒星前面经过时，会遮挡恒星发出的光线。换句话说，在寻找系外行星和研究恒星的过程中，探测什卡多夫驱动器所需的数据也都被使用到了。更重要的是，有人注意到这些光曲线中有些奇怪的东西，这就是博雅吉安之星是如何被识别出来的。

福根指出了一些问题，要确定一个光曲线是否真的表明了什卡多夫驱动器的存在，可能会因为光曲线中的其他东西（比如太阳黑子）而变得复杂起来，所以需要进行大量的观察才能证实这一点。福根还认为，找到一个拥有什卡多夫驱动器的恒星的机会非常小，但是那些所有被科学家们用来寻找其他星体的光曲线数据中又呈现出奇怪的现象，表明了什卡多夫驱动器存在的可能性。任何想要寻找驱动器的人都可以用这些已有的数据来进行低成本研究，所以我们又多了一种独立于射电天文学之外的探测外星文明的方法。

我无法想象这种类型的超级建筑会非常普遍，但天文学家在光曲线中看到各种各样有趣的事情，所以谁知道将来的某一天会发生什么呢？

相关知识

戴森球（英语：Dyson Sphere）是弗里曼·戴森假想出的包围母恒星的巨大球形结构，它可以捕获大部分或者全部的恒星能量输出。戴森认为戴森球是长期生存技术文明对于能量需求增长的必然需求，并认为寻找其存在的证据可以引导发现的先进和智慧的外星生命。不同类型的戴森球和它们的能量收集能力将对应于在卡尔达肖夫指数水平上的技术进步。

图为戴森球的一种变体。这种大规模人造物会大幅度改变恒星的光谱。

戴森环是戴森云最简单的结构。图中轨道半径为1天文单位，太阳能收集器的直径为1.0×107千米(约25倍地月距离)，收集器中心围绕圆形轨道分隔3度均匀分布，图像观测点距离中心恒星2天文单位。图按照比例绘制。

多戴森环是戴森云的一个相对简单的结构。图中轨道半径为1天文单位，太阳能收集器的直径为1.0×107千米(约25倍地月距离)，环上收集器中心分隔3度均匀分布，环与环之间分隔15度均匀分布。图像观测点距离中心恒星约2.8天文单位。图按照比例绘制。

戴森泡是一种非轨道类型的收集器排列方式。只要恒星的光线能够无障碍地抵达，收集器就能停留在恒星附近的任何位置。这种相对简单的排布方式是唯一能够布置无限多收集器的方式。图中所有的太阳能收集器的直径为1.0×107千米(约25倍地月距离)，距离恒星1天文单位，图像观测点距离中心恒星2天文单位。图按照比例绘制。

自从该概念提出以后，诸多科幻作品里提出的包围恒星的人工建筑都被冠以“戴森球”之名。后续的设想认为戴森球上不仅有太阳能电站，还有人类殖民地和工业基地存在。

FY: 忙碌的北門

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