Under 1960-talet Freeman Dyson och Nikolai Kardashev fångade människors fantasi överallt genom att lägga några radikala förslag. Medan Dyson föreslog att intelligenta arter så småningom skulle kunna skapa megastrukturer för att utnyttja energin från sina stjärnor, Kardashev erbjöd ett klassificeringssystem i tre nivåer för intelligenta arter baserat på deras förmåga att utnyttja energin från sin planet, solsystemet och galaxen, respektive.

Med uppdrag som nu kan lokalisera planeter utanför solen (dvs Kepler Space Observatory) har forskare varit på jakt efter tecken på möjliga främmande megastrukturer. Tyvärr, bortsett från några mycket diskutabelt resultat, inga konkreta bevis har ännu kommit fram. Tur för oss, i en studie från Free University of Tbilisi, Professor Zaza Osmanov ger lite ny insikt om varför megastrukturer kan ha undgått oss hittills.

Även om det är fascinerande, idén om främmande megastrukturer lider undantagslöst av samma problem som alla andra försök att hitta tecken på intelligent liv i vårt universum. I grund och botten, om intelligent liv existerar, varför har vi konsekvent inte hittat några bevis för det? Denna gåta, som sammanfattades av Enrico Fermi på 1950-talet (sedan känd som Fermi-paradoxen), har hängt som en skugga över alla våra ansträngningar.

Till exempel, sommaren 2015, ett team av astronomer meddelade att de hittat vad som kan vara en indikation på en främmande megastruktur runt Tabby's Star (KIC 8462852). Dock, de var snabba med att påpeka att hur många möjligheter som helst kunde förklara det konstiga dimningsmönstret som kommer från stjärnan, och efterföljande studier erbjöd ännu mer rimliga förklaringar – som att stjärnan har konsumerat en planet någon gång i sitt förflutna.

Till detta, Osmanov har hävdat att problemet är att vi letar på fel ställen. Förra året, han skrev en forskningsartikel där han vågade sig på att en utomjordisk supercivilisation – det vill säga en som överensstämde med en nivå II Kardashev-civilisation – sannolikt skulle använda ringliknande megastrukturer för att utnyttja sina stjärnors kraft. Detta i motsats till det traditionella konceptet med en "Dyson's Sphere", som skulle bestå av ett sfäriskt skal.

Vidare, han hävdade att dessa Dyson-ringar troligen skulle byggas kring pulsarer snarare än stjärnor, och erbjöd uppskattningar av deras dimensioner som var beroende av pulsarens rotationshastighet. Enligt Osmanovs senaste studie, med titeln "Är Dyson-ringarna runt pulsarer upptäckbara?", Osmanov utökar problemet med att upptäcka främmande megastrukturer till observationsområdet.

Specifikt, han tog upp hur främmande megastrukturer kunde upptäckas genom att identifiera deras infraröda energisignaturer, och på vilka avstånd. Genom att undersöka hur sådana strukturer skulle variera i termer av mängden IR-strålning de skulle avge, han tror att de skulle kunna upptäckas i vårt lokala universum med hjälp av befintliga instrument.

Ännu en gång, det beror på diametern på strukturerna, vilket i sin tur skulle bero på vilken typ av pulsar de kretsar kring. Som han säger i tidningen:

"Ett par år tidigare innan jag publicerade Kardashevs tidning, den framstående fysikern Freeman Dyson har föreslagit att om ett sådant superavancerat (i Kardashevs terminologi, Nivå II) utomjordingar finns, för att öka effektiviteten av energiförbrukningen kan de konstruera ett tunt sfäriskt skal med en radie på ?1AU som omger en värdstjärna (Dyson 1960). Det har hävdats att för sådana avstånd kommer sfären att vara i den så kallade beboeliga zonen (HZ) och därför kommer sfären att ha en temperatur i storleksordningen (200 – 300 K), gör detta objekt synligt i det infraröda spektrumet."

Utvidga detta till pulsarer, Osmanov uppskattar att den beboeliga zonen runt en relativt långsamt roterande pulsar (med en period på ungefär en halv sekund) skulle vara i storleksordningen 0,1 AU. Enligt hans beräkningar, en ringliknande megastruktur som kretsade runt en pulsar på detta avstånd skulle avge temperaturer i storleksordningen 390 K (116,85 °C; 242,33 °F), vilket innebär att megastrukturen skulle synas i IR-bandet.

Från detta, Osmanov drar slutsatsen att moderna IR-teleskop – såsom Very Large Telescope Interferometer (VLTI) och Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) – skulle ha den nödvändiga kapaciteten att övervaka närliggande pulsarer för tecken på främmande megastrukturer. Han drar vidare slutsatsen att för detta ändamål, dessa teleskop skulle ha en effektiv räckvidd på upp till 200 parsecs (~652 ljusår).

Dessutom, han fortsätter med att konstatera att inom denna volym av rymd, flera kandidater kunde hittas och granskas med samma befintliga instrument:

"Vi har övervägt känsligheten hos VLTI och genom att ta hänsyn till dess högre möjliga vinkelupplösning, 0,001 mas, det har visat sig att det maximala avståndet ~0,2 kpc leder till IR-spektraltätheten i storleksordningen 7,4 mJy, vilket i sin tur, kan detekteras av VLTI. Vi har hävdat att genom att övervaka den närliggande zonen av solsystemet förväntas cirka 64 pulsarer finnas inuti det."

Utöver dessa avstånd, upp till kiloparsec-intervallet (cirka 3260 ljusår), vinkelupplösningen hos dessa teleskop skulle inte vara tillräcklig för att upptäcka strukturen hos några ringar. Som sådan, För att hitta megastrukturer på detta avstånd skulle det krävas teleskop som kan utföra undersökningar i UV-bandet – vilket motsvarar neutronstjärnornas yttemperaturer (7000 K). Dock, detta skulle behöva vänta på utvecklingen av känsligare instrument.

"Som vi ser, sökningen av infraröda ringar är ganska lovande för avstånd upp till -0,2 kpc, där man kommer att kunna övervaka potentiellt 64 ± 21 pulsarer genom att använda IR-instrument, " avslutade han. "Observation av avlägsna pulsarer (upp till -1kpc), även om det kommer att avsevärt öka det totala antalet potentiella objekt – till 1600 ± 530, men för närvarande kan UV-instrumenten inte ge en sådan nivå av känslighet."

Så även om utbudet skulle vara begränsat, möjligheterna att testa denna hypotes skulle inte. Allt sagt, mellan 43 och 85 kandidater finns inom den observerbara volymen av utrymme, enligt Osmanovs uppskattningar. Och med befintliga IR-teleskop – och nästa generations teleskop som James Webb rymdteleskop – klarar du uppgiften, vissa undersökningar skulle kunna genomföras som skulle ge värdefull information åt båda hållen.

Konceptet med främmande megastrukturer är fortfarande kontroversiellt, och av goda skäl. För en, de potentiella bevisen för sådana strukturer – d.v.s. den periodiska nedtoningen av en stjärna – kan lätt förklaras på andra sätt. Andra, det finns en obestridlig grad av önsketänkande när det kommer till sökandet efter utomjordisk intelligens, vilket innebär att alla fynd kan vara föremål för partiskhet.

Ändå, sökandet efter intelligent liv förblir ett mycket fascinerande studieområde, och en nödvändig sådan. Att hitta andra exempel på liv i vårt universum skulle inte bara lägga en av de mest brännande existentiella frågorna genom tiderna – är vi ensamma? – Det skulle också göra det möjligt för oss att lära oss mycket om vilka andra former livet kan ta. Är allt liv kolbaserat, finns det andra möjligheter, etc? Vi skulle vilja veta!

I slutet, Fermi-paradoxen kommer bara att lösas när vi hittar definitiva bevis på att det finns intelligent liv där ute annat än vårt eget. Sålänge, vi kan förvänta oss att vi kommer att fortsätta leta tills vi hittar något. Och allt som gör detta enklare genom att tala om för oss var vi ska (och vad vi ska leta efter) kommer säkert att hjälpa.