Dans les années 1960, le physicien et polymathe Freeman Dyson proposa l’idée de créer ces sphères éponymes. Il avançait qu’une civilisation suffisamment avancée aurait un besoin insatiable d’espace et d’énergie. Si elle était suffisamment industrieuse, elle pourrait résoudre ces deux problèmes en démantelant une planète et en la transformant en une immense coquille sphérique. Cette sphère encerclerait l’étoile, offrant une surface équivalente à celle de milliards de planètes et absorbant d’immenses quantités d’énergie solaire. Dyson calcula qu’une coquille constituée d’une planète de la masse de Jupiter pourrait envelopper complètement le Soleil sur une orbite approximativement identique à celle de la Terre. Cependant, la gravité à l’intérieur de la coquille creuse est neutralisée, ce qui signifie qu’aucun élément ne retient la coquille à l’étoile. Libre de se déplacer dans des directions indépendantes, l’étoile contenant la sphère de Dyson finirait par percuter la coquille et la détruire.
Proposée initialement par le physicien Freeman Dyson en 1960, l’idée est qu’une civilisation suffisamment avancée (au moins de type II sur l’échelle de Kardashev) serait capable d’exploiter l’énergie de son étoile en construisant une sorte de cocon qui capterait une grande partie de l’énergie émise par celle-ci. Au fil des années, le concept de sphère de Dyson a évolué pour englober diverses configurations potentielles, notamment des anneaux, des bulles et des essaims (une constellation de satellites exploitant l’énergie de l’étoile).
L’idée de base est que des civilisations extraterrestres technologiquement supérieures pourraient construire des structures gigantesques autour de leurs étoiles hôtes ou de leurs trous noirs afin d’exploiter leur immense énergie et de développer davantage leurs civilisations. La version la plus extrême de ces mégastructures serait une sphère massive englobant une étoile entière, tandis que des versions plus compactes pourraient inclure des anneaux de rayonnement et des essaims de miroirs géants.
Les sphères de Dyson, ces mégastructures hypothétiques que des civilisations extraterrestres avancées pourraient utiliser pour entourer une étoile et capter son énergie, souffrent d’un défaut fatal: leur instabilité est catastrophique. Or, un ingénieur affirme avoir trouvé un moyen de stabiliser ces structures, et cela ne nécessite que deux étoiles. Dans un article publié le 29 janvier 2025 dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Colin MacInnes, ingénieur à l’université de Glasgow, présente une méthode permettant de stabiliser théoriquement une sphère de Dyson. Le secret? Un système d’au moins deux étoiles.
McInnes commença par rechercher, au sein du système binaire, les points où une configuration stable de la sphère de Dyson pourrait exister, où la sphère pourrait rester en place et où les forces gravitationnelles s’exerçant sur elle seraient uniformes. Il trouva une configuration où la sphère encerclait les deux étoiles. Mais cette situation n’était que modérément stable et serait probablement confrontée au même problème que dans le cas d’une étoile unique.
Un autre cas de stabilité se présente lorsque la sphère orbite indépendamment, sans être autour d’une étoile. Bien que cela puisse être utile pour les stations spatiales, cela n’offre pas les mêmes avantages en matière de capture d’énergie que l’absorption d’une étoile.
Illustration d’une sphère de Dyson entourant une étoile. Mark Ward/Stocktrek Images/Getty
McInnes a toutefois découvert une configuration stable et utile. Celle-ci n’est possible que dans les systèmes binaires où l’une des étoiles est beaucoup plus petite que l’autre. Dans ce cas précis, une sphère de Dyson peut encercler la plus petite des deux étoiles. Le mouvement de cette dernière agit comme un ancrage gravitationnel, maintenant la sphère de Dyson sur la même orbite autour de la plus grande et empêchant ainsi une collision catastrophique.
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Il existe cependant plusieurs réserves. La masse de l’étoile la plus petite ne doit pas excéder un dixième de celle de son compagnon le plus massif, sans quoi le point d’équilibre gravitationnel disparaîtra. De plus, la sphère doit être extrêmement légère et mince par rapport aux deux étoiles, faute de quoi son influence gravitationnelle perturberait la dynamique du système et en compromettrait la stabilité.
Et bien sûr, cette analyse ignore toute considération pratique d’ingénierie, comme les contraintes et les charges que la sphère pourrait subir, ou encore la manière de construire l’objet en premier lieu.
Bien qu’il soit peu probable que l’humanité construise une sphère de Dyson dans un avenir lointain, voire un jour, ces recherches contribuent à la quête de civilisations extraterrestres. On peut supposer qu’une civilisation suffisamment avancée serait parvenue à la même conclusion avant même la construction de sa sphère de Dyson; il est donc inutile de les chercher autour d’étoiles isolées.
Les scientifiques pourraient plutôt rechercher de grandes étoiles brillantes accompagnées d’une étoile infrarouge diffuse, signe révélateur de la chaleur s’échappant de la sphère de Dyson entourant la plus petite étoile de l’étoile compagne plus grande.
Depuis plus d’un demi-siècle, les scientifiques se demandent si la recherche de technosignatures similaires aux sphères de Dyson, propres aux civilisations avancées, pourrait nous aider à détecter une vie intelligente ailleurs dans l’univers. Deux études, prévues pour 2024, analyseront les données de satellites d’observation stellaire afin d’établir un cadre permettant d’éliminer les faux positifs et les explications naturelles potentielles dans cette recherche.
Chaque étude a mis en évidence que seules quelques-unes des millions d’étoiles observées présentent un excès de rayonnement compatible avec d’éventuelles sphères de Dyson, et que cela ne peut s’expliquer facilement par un phénomène naturel.
La recherche de vie extraterrestre prend de nombreuses formes : de la recherche de planètes semblables à la Terre à celle d’étoiles aux caractéristiques similaires à celles du Soleil, en passant par la détection de signaux extraterrestres. Mais depuis plus de 60 ans, un type de recherche extraterrestre s’est concentré sur l’idée de la sphère de Dyson.
Trouver une étoile répondant à tous les critères parmi les millions d’étoiles observées par des projets comme le satellite Gaia, le Wide-Area Infrared Survey (WASE) et le Two-Micron All-Sky Survey (2MASS) est encore plus difficile que de chercher une aiguille dans une botte de foin. Mais ces deux études indépendantes ont relevé le défi et ont découvert de nombreux candidats prometteurs.
La première étude, menée par Matias Suazo, doctorant à l’Université d’Uppsala (Suède), est en réalité la deuxième publication consacrée au projet Hephaestus, dont la mission est décrite comme la «recherche d’intelligence extraterrestre à partir de signes indirects d’astro-ingénierie». En analysant les données optiques et infrarouges des satellites mentionnés, l’équipe a mis au point une méthode complète d’analyse des données permettant d’identifier d’éventuelles sphères de Dyson et leurs technosignatures. Les résultats ont été acceptés pour publication dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society le 6 mai 2024.
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«Cette structure émettra un excès de chaleur sous forme de rayonnement infrarouge moyen, qui, outre son degré d’achèvement, dépendra de sa température effective», écrivent Suazo et ses collègues dans leur article. «Afin d’identifier d’éventuels candidats à la sphère de Dyson, un programme spécifique a été mis au point pour détecter les sources présentant des excès anormaux de rayonnement infrarouge qui ne peuvent être attribués à aucune source naturelle connue de ce type de rayonnement.»
cocarde/Getty Images
Ce processus comprenait l’élimination des candidats présentant des signatures nébulaires (car ils généraient souvent des faux positifs), l’analyse du rapport signal/bruit et l’étude des particules alpha de l’hydrogène, ainsi qu’une analyse approfondie de nombreux autres signaux de faux positifs connus dans les données de Gaia-WISE. À partir d’un nombre impressionnant de cinq millions d’objets, ce processus a permis de réduire ce nombre à seulement sept candidats particulièrement intéressants.
«Toutes les sources émettent clairement dans l’infrarouge moyen, sans contaminants ni signatures évidentes indiquant une origine infrarouge moyenne», précise l’article. Cependant, les auteurs notent également que certaines causes naturelles pourraient finalement exclure même ces candidats prometteurs. «La présence de disques de débris chauds autour de nos candidats demeure une explication plausible de l’excès d’infrarouge observé dans nos sources.»
Au moins sept étoiles de la Voie lactée présentent des signes de la présence potentielle d’une forme hypothétique et très avancée de technologie extraterrestre, connue sous le nom de sphère de Dyson, affirment des scientifiques. Bien que les chercheurs ne puissent affirmer avec certitude que ces étoiles abritent des civilisations intelligentes, elles susciteront sans aucun doute l’intérêt des scientifiques en quête de vie extraterrestre.
Les sept étoiles identifiées dans l’étude appartiennent à la classe des naines rouges (type M), des étoiles de la séquence principale plus petites et moins lumineuses que le Soleil. Comme l’indiquent les chercheurs, elles se situent toutes à moins de 1 000 années-lumière de la Terre.
Sphère de Dyson. capnhack
Une seconde étude, menée par l’École internationale d’études avancées en Italie, a simultanément identifié 53 étoiles candidates présentant un excès de mesures dans l’infrarouge moyen, mais dans les deux cas, il est possible que des disques de débris extrêmes qui se forment après des collisions planétaires puissent également expliquer ces résultats.
Lorsqu’on explore des explications à des phénomènes cosmiques aussi théoriques que les sphères de Dyson, il est important de se rappeler que toutes les explications moins convaincantes doivent être écartées avant d’envisager une origine extraterrestre. David Hogg, co-auteur de la seconde étude, a déclaré à New Scientist que l’explication la plus probable reste d’origine naturelle. «Il pourrait s’agir d’un événement très rare, comme une collision entre deux planètes, créant une quantité considérable de matière.»
Comme l’ont souligné les auteurs, les théories scientifiques actuelles n’expliquent pas le rayonnement excessif détecté dans ces étoiles. Les astronomes prévoient d’étudier ces objets à l’aide de télescopes plus puissants afin de confirmer la présence de cet hypothétique signe de vie extraterrestre.
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