Domanda:
Rilevamento dei raggi gamma per SETI. Quanto lontano potremmo rilevare un razzo alieno a propulsione nucleare?
Ingolifs
2018-07-12 15:08:13 UTC
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Sospetto che la nostra soluzione migliore per trovare civiltà avanzate sia cercare i raggi gamma caratteristici della propulsione nucleare / antimateria.

Se una civiltà aliena usasse qualcosa di simile alla spinta di Orione, quanto dovrebbero essere vicini per poter rilevare i raggi gamma?

Nella mia mente, questa domanda ha due parti: quali sono i limiti di magnitudine / frequenza sui telescopi per raggi gamma in orbita? (In particolare Fermi, supponendo che abbia le migliori capacità di rilevamento di un osservatorio orbitale di raggi gamma)

Qual è il profilo di magnitudine e frequenza, diciamo, su una bomba nucleare da 1 megatone?

Ho avuto un po 'di difficoltà a trovarli da solo da una ricerca casuale e mi chiedo se forse ci sono problemi segreti militari che circondano il rilevamento dei raggi gamma.

Non abbastanza lontano, a quanto pare;)
Una risposta:
userLTK
2018-07-23 06:22:38 UTC
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Non è chiaro se l'energia nucleare sarebbe una propulsione di scelta per una civiltà spaziale. È possibile, ma non è l'unica opzione. Detto questo, se fosse il metodo scelto, non mi è affatto chiaro che sarebbe stato facilmente rilevato.

Premetto che non sono un esperto. Esistono due tipi di motore nucleare di base che potrebbero essere utilizzati per i viaggi nello spazio, chiusi o aperti. Una propulsione nucleare aperta è molto più semplice. Fondamentalmente le esplosioni vengono effettuate all'esterno della nave che spinge la nave con la forza dall'esplosione. Minuscoli proiettili nucleari vengono fatti esplodere e questo è ciò che spinge la nave.

L'altro metodo sarebbe un motore nucleare interno, ben isolato che genera elettricità e l'elettricità genera campi magnetici e presumibilmente propulsori ionici che spingono la nave. Non rileveremmo l'energia nucleare se fosse interna e isolata.

La nave Orion che hai menzionato nella tua domanda non farebbe esplosioni di un megatone, ma molte esplosioni più piccole. Porterebbe più carburante di 1 megaton, ma lo userebbe per piccole esplosioni durante il suo viaggio. Lo spazio è anche pieno di radiazioni gamma, quindi non credo che le radiazioni gamma si distinguerebbero.

Non puoi cercare i raggi gamma dalla superficie terrestre perché l'atmosfera ne blocca la maggior parte, quindi hai bisogno di un telescopio spaziale e il nostro miglior telescopio spaziale è il Fermi Gamma-ray Telescope. https://fermi.gsfc.nasa.gov/ (hai problemi con il collegamento, non so perché).

Il Fermi scansiona l'intero cielo, quindi è davvero più di un sondaggio rispetto a un telescopio e le sorgenti di raggi gamma sono ancora in fase di studio, con il 31% (per grafico) elencato come fonti sconosciute. https://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/news/gamma-ray-census.html

Non credo che il nostro equipaggiamento attuale sia vicino a rilevare una bomba nucleare da 1 megaton a pochi sistemi stellari di distanza, tanto meno un'astronave di tipo orionico. Penso che siano troppo pochi i raggi gamma a diversi anni luce di distanza. Forse con un'attrezzatura migliore avremmo una possibilità, ma non credo che siamo neanche lontanamente vicini a questo ora. Questa è in gran parte un'ipotesi, però, non sono un esperto in materia.

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C'è qualcosa che non va nel mio account, non posso neppure commentare, quindi lo posterò qui.

La tua ipotesi è che 1 megatone è abbastanza grande da essere visibile da anni luce di distanza - dal telescopio a raggi gamma. Non sono sicuro che sia vero.

1 Megaton = 4,18 x 10 ^ 15 Joule 1 Joule = 6,24 x 10 ^ 18 elettronvolt.

Quindi, 1 Megaton in energia esplosiva ( e non tutto andrebbe ai raggi gamma, ma una frazione decente). Ma ignorando quella frazione, 1 Megaton = 2,61 x 10 ^ 34 Elettronvolt.

L'area superficiale di una sfera di 4,1 anni luce di raggio (la distanza dalla stella più vicina), 4 Pi r ^ 2, dove il raggio è 3,88 x 10 ^ 16 metri, è 1,89 x 10 ^ 34 metri quadrati.

Quindi una singola esplosione di megatoni a 4,1 anni luce di distanza risulterebbe mediamente superiore a 1 elettronvolt su una gamma di 1 metro telescopio a raggi. Un tipico raggio gamma è migliaia di elettronvolt, quindi a meno che tu non abbia un telescopio molto grande, ci sono buone probabilità che non raccoglierai un singolo raggio gamma da un'esplosione di un megaton a 4,1 anni luce di distanza, o forse lo raccoglieresti uno se sei stato fortunato.

4.1 anni luce è molto lontano. Abbastanza lontano che un telescopio, a meno che non fosse enorme, avrebbe difficoltà a vedere un'esplosione nucleare così lontano, e questo è il sistema stellare più vicino.

Le correzioni sono benvenute, ma questo è ciò che la matematica sembra a me .

La cifra di 1 megatone che ho ottenuto da un progetto specifico "grande" dall'articolo del progetto Orion su Wikipedia. Immagino che non sarebbero i raggi gamma di per sé a indicare la civiltà, ma la tempistica regolare degli impulsi per brevi periodi. Immagino che per una civiltà spaziale matura, utilizzerebbero una propulsione TWR elevata (nucleare) per viaggi importanti e urgenti e una TWR inferiore (plasma / ioni / elettrostatica) per voli spaziali a bassa importanza / senza equipaggio.
Penso che la tua matematica sia per lo più verificata, tranne che: A) Varie fonti suggeriscono che solo il 5% circa dell'energia di una bomba nucleare esce come radiazione ionizzante (compresi i raggi gamma); e B) i raggi gamma sono convenzionalmente definiti (almeno in astronomia) come aventi almeno 100.000 eV per fotone.
Quindi probabilmente hai sovrastimato il flusso di fotoni dei raggi gamma di circa un fattore mille ...
@PeterErwin Grazie per questo. L'ho visto in un riassunto qui, ma non ero sicuro che la stima del 5% fosse ancora vera nello spazio, dove l '"energia esplosiva" non sarebbe avvenuta, è principalmente un prodotto del riscaldamento dell'aria. http://www.atomicarchive.com/Effects/effects1.shtml Non sono ancora sicuro se il 5% si applica per un'esplosione nello spazio. Inoltre non sono riuscito a trovare l'eV preciso per fotone da una detonazione nucleare. Apprezzo però i tuoi due commenti. Entrambi migliorano la risposta.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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