Mặt cầu Dyson là cấu trúc bao quanh một ngôi sao, được tạo bởi một nền văn minh lạ, tiên tiến về công nghệ. Loại cấu trúc này có khả năng hấp thụ một phần lớn (hoặc toàn bộ) năng lượng do ngôi sao phát ra. Tên của mặt cầu được đặt theo tên của nhà vật lý Mỹ Freeman Dyson, người đã giới thiệu quan điểm về cấu trúc này vào năm 1959.
Xây dựng mặt cầu Dyson là một thách thức lớn, bởi để tạo ra một cấu trúc kiểu này, thậm chí chưa đầy đủ, cần phải có một lượng vật liệu khổng lồ, tương đương khối lượng một hành tinh đá trong Hệ Mặt trời của chúng ta.
Tất nhiên là cho đến nay, các nhà thiên văn học chưa phát hiện được bất kỳ cấu trúc nào như thế trong vũ trụ, mặc dù có lúc, một số người đã nghi ngờ ngôi sao KIC 8462852 có thể là mặt cầu Dyson. Các nhà khoa học cho rằng có một số đặc điểm mà dựa vào đó chúng ta có thể phát hiện ra mặt cầu Dyson.
Một trong những đặc điểm ấy là sự dư thừa bức xạ hồng ngoại (so với quang phổ của ngôi sao). Điều đó chứng tỏ có sự tỏa nhiệt từ các thiết bị, máy móc và hệ thống điện tử được lắp đặt trong mặt cầu. Ba nhà thiên văn học ở ĐH Uppsala (Thụy Điển) cho rằng, các dữ liệu từ Kính thiên văn không gian Gaia cũng có thể giúp phát hiện mặt cầu Dyson.
Công trình nghiên cứu của 3 nhà thiên văn học Erik Zackrisson, Andreas Korna và Ansgara đã tập trung vào khả năng “biến dạng” các tính toán về khoảng cách đến ngôi sao trên cơ sở các phép đo quang phổ kế. Sự “biến dạng” này có liên quan đến sự hấp thụ một phần ánh sáng của mặt cầu Dyson khiến quang phổ ngôi sao trở nên ít rõ nét hơn (mặc dù hình dạng quang phổ không thay đổi).
Kết quả là khoảng cách (đo được nhờ phương pháp quang phổ kế) đến ngôi sao là khác biệt rõ rệt so với trường hợp đo bằng phương pháp thiên văn, chẳng hạn như nhờ Kính thiên văn không gian Gaia và các dữ liệu từ Kính viễn vọng Schmidt đặt ở Australia.
Trong công trình nghiên cứu của mình, các nhà khoa học sử dụng dữ liệu từ Kính thiên văn không gian Gaia gửi về và từ Kính viễn vọng Schmidt. Họ tập trung chú ý đối với 6 ngôi sao kiểu F, G, K. Hóa ra, có lỗi đo lường đối với 4 ngôi sao trong số đó. Các nhà khoa học quyết định nghiên cứu kỹ lưỡng hơn đối với 1 trong 2 ngôi sao còn lại (có ký hiệu TYC 6111-1162-1).
Dữ liệu liên quan đến ngôi sao TYC 6111-1162-1 có chất lượng tốt, đủ để các nhà khoa học xác định đó là ngôi sao dạng F. Tuy nhiên ngôi sao này không phát ra quá nhiều bức xạ trong dải hồng ngoại, điều mà người ta trông đợi ở mặt cầu Dyson.
Các phân tích tiếp theo cho thấy xung quanh ngôi sao TYC 6111-1162-1 còn có một vật thể thứ hai, dường như đó là sao lùn trắng khổng lồ. Khoảng cách giữa ngôi sao TYC 6111-1162-1 và sao lùn trắng là khoảng 1 đơn vị thiên văn.
Nghiên cứu của các nhà khoa học ở ĐH Uppsala cho thấy khả năng “tìm kiếm” tốt hơn khu vực của chúng ta trong Dải Ngân hà, trên cơ sở các dữ liệu lấy được nhờ các phương pháp quan sát khác nhau. Dữ liệu từ Kính thiên văn không gian Gaia bao gồm thông tin về vị trí các ngôi sao, chiếm khoảng 1,5% số ngôi sao trong Dải Ngân hà. Có thể nói rằng trong quần thể như vậy không có bất kỳ ngôi sao nào có mức bức xạ hồng ngoại cao bất thường, có thể khiến chúng ta nghĩ đến sự hiện diện của một nền văn minh vũ trụ tiên tiến.
Xây dựng mặt cầu Dyson là một thách thức lớn, bởi để tạo ra một cấu trúc kiểu này, thậm chí chưa đầy đủ, cần phải có một lượng vật liệu khổng lồ, tương đương khối lượng một hành tinh đá trong Hệ Mặt trời của chúng ta.
Tất nhiên là cho đến nay, các nhà thiên văn học chưa phát hiện được bất kỳ cấu trúc nào như thế trong vũ trụ, mặc dù có lúc, một số người đã nghi ngờ ngôi sao KIC 8462852 có thể là mặt cầu Dyson. Các nhà khoa học cho rằng có một số đặc điểm mà dựa vào đó chúng ta có thể phát hiện ra mặt cầu Dyson.
Một trong những đặc điểm ấy là sự dư thừa bức xạ hồng ngoại (so với quang phổ của ngôi sao). Điều đó chứng tỏ có sự tỏa nhiệt từ các thiết bị, máy móc và hệ thống điện tử được lắp đặt trong mặt cầu. Ba nhà thiên văn học ở ĐH Uppsala (Thụy Điển) cho rằng, các dữ liệu từ Kính thiên văn không gian Gaia cũng có thể giúp phát hiện mặt cầu Dyson.
Công trình nghiên cứu của 3 nhà thiên văn học Erik Zackrisson, Andreas Korna và Ansgara đã tập trung vào khả năng “biến dạng” các tính toán về khoảng cách đến ngôi sao trên cơ sở các phép đo quang phổ kế. Sự “biến dạng” này có liên quan đến sự hấp thụ một phần ánh sáng của mặt cầu Dyson khiến quang phổ ngôi sao trở nên ít rõ nét hơn (mặc dù hình dạng quang phổ không thay đổi).
Kết quả là khoảng cách (đo được nhờ phương pháp quang phổ kế) đến ngôi sao là khác biệt rõ rệt so với trường hợp đo bằng phương pháp thiên văn, chẳng hạn như nhờ Kính thiên văn không gian Gaia và các dữ liệu từ Kính viễn vọng Schmidt đặt ở Australia.
Trong công trình nghiên cứu của mình, các nhà khoa học sử dụng dữ liệu từ Kính thiên văn không gian Gaia gửi về và từ Kính viễn vọng Schmidt. Họ tập trung chú ý đối với 6 ngôi sao kiểu F, G, K. Hóa ra, có lỗi đo lường đối với 4 ngôi sao trong số đó. Các nhà khoa học quyết định nghiên cứu kỹ lưỡng hơn đối với 1 trong 2 ngôi sao còn lại (có ký hiệu TYC 6111-1162-1).
Dữ liệu liên quan đến ngôi sao TYC 6111-1162-1 có chất lượng tốt, đủ để các nhà khoa học xác định đó là ngôi sao dạng F. Tuy nhiên ngôi sao này không phát ra quá nhiều bức xạ trong dải hồng ngoại, điều mà người ta trông đợi ở mặt cầu Dyson.
Các phân tích tiếp theo cho thấy xung quanh ngôi sao TYC 6111-1162-1 còn có một vật thể thứ hai, dường như đó là sao lùn trắng khổng lồ. Khoảng cách giữa ngôi sao TYC 6111-1162-1 và sao lùn trắng là khoảng 1 đơn vị thiên văn.
Nghiên cứu của các nhà khoa học ở ĐH Uppsala cho thấy khả năng “tìm kiếm” tốt hơn khu vực của chúng ta trong Dải Ngân hà, trên cơ sở các dữ liệu lấy được nhờ các phương pháp quan sát khác nhau. Dữ liệu từ Kính thiên văn không gian Gaia bao gồm thông tin về vị trí các ngôi sao, chiếm khoảng 1,5% số ngôi sao trong Dải Ngân hà. Có thể nói rằng trong quần thể như vậy không có bất kỳ ngôi sao nào có mức bức xạ hồng ngoại cao bất thường, có thể khiến chúng ta nghĩ đến sự hiện diện của một nền văn minh vũ trụ tiên tiến.
