Os buracos negros são mais do que apenas objetos massivos que engolem tudo ao seu redor – eles também são uma das maiores e mais estáveis fontes de energia do universo. Isso os tornaria inestimáveis para o tipo de civilização que precisa de grandes quantidades de energia, como a civilização Kardashev Tipo II. Mas para aproveitar todo esse poder, a civilização teria que circundar todo o buraco negro com algo que pudesse capturar a energia que ele está emitindo.
Uma solução potencial seria uma esfera de Dyson – um tipo de projeto de megaengenharia estelar que encapsula uma estrela inteira (ou, neste caso, um buraco negro) em uma bainha artificial que captura toda a energia que o objeto em seu centro emite. Mas mesmo que fosse capaz de capturar toda a energia que o buraco negro emite, a própria esfera ainda sofreria com a perda de calor. E essa perda de calor o tornaria visível para nós, de acordo com uma nova pesquisa publicada por uma equipe internacional liderada por pesquisadores da Universidade Nacional de Tsing Hua, em Taiwan.
Obviamente, essa estrutura ainda não foi detectada. Ainda assim, o artigo prova que é possível fazer isso, apesar de nenhuma luz visível passar pela superfície da esfera e da reputação de um buraco negro por ser um dissipador de luz em vez de uma fonte de luz. Para entender como detectaríamos tal sistema, primeiro seria útil entender o que esse sistema seria projetado para fazer.
Os autores estudam seis fontes de energia diferentes que uma esfera potencial de Dyson poderia coletar em torno de um buraco negro. Eles são a onipresente radiação cósmica de fundo em micro-ondas (que estaria lavando a esfera independentemente de onde fosse colocada), a radiação Hawking do buraco negro, seu disco de acreção, sua acreção de Bondi, sua corona e seus jatos relativísticos.
Algumas dessas fontes de energia são muito mais potentes do que outras, com a energia do disco de acreção do buraco negro liderando o grupo em termos de capturas de energia potencial. Outros tipos de energia exigiriam desafios de engenharia completamente diferentes, como capturar a energia cinética dos jatos relativísticos que disparam dos pólos do buraco negro. O tamanho obviamente desempenha um grande fator na quantidade de energia que esses buracos negros emitem. Os autores se concentram principalmente em buracos negros de massa estelar como um bom ponto de comparação com outras fontes de energia potencial. Nesse tamanho, o disco de acreção sozinho forneceria centenas de vezes a produção de energia de uma estrela da sequência principal.
Seria impossível construir uma esfera de Dyson em torno de qualquer objeto desse tamanho com os materiais atuais conhecidos. Mas o tipo de civilização que estaria interessada em aceitar esse desafio de engenharia provavelmente teria materiais muito mais fortes do que temos hoje. Alternativamente, eles poderiam trabalhar com materiais conhecidos para criar um enxame de Dyson ou bolha de Dyson, que não requer tanta força material, mas perde parte da energia que uma esfera completa capturaria e adiciona várias camadas de complexidade ao coordenar caminhos orbitais e outros fatores. Qualquer estrutura desse tipo teria que estar fora do disco de acreção para obter o benefício total da energia que o buraco negro emite.
Mesmo uma única esfera em torno de um único buraco negro de massa estelar seria suficiente para empurrar qualquer civilização que o criou para o território do Tipo II, dando-lhe um nível de produção de energia inimaginável com a tecnologia atual. Mas mesmo uma civilização tão potente provavelmente não será capaz de dobrar as leis da física. Não importa o nível de energia, parte dela será perdida no calor.
Para os astrônomos, o calor é simplesmente outra forma de luz – infravermelho, para ser exato. E de acordo com os pesquisadores, o calor emitido por uma esfera de Dyson ao redor de um buraco negro deve ser detectado por nossa safra atual de telescópios, como o Wide Field Infrared Survey Explorer e o Sloan Digital Sky Survey, a uma distância de cerca de 10kpc pelo menos . Isso é cerca de 1/3 da distância de toda a Via Láctea. Não importa o quão perto eles estivessem, eles não apareceriam como estrelas tradicionais, mas poderiam ser detectados usando o método de velocidade radial comumente usado para encontrar exoplanetas.
Embora este seja um trabalho teórico útil, certamente não houve qualquer evidência da existência de qualquer estrutura desse tipo – o paradoxo de Fermi ainda se mantém. Mas com todos os dados que já coletamos desses telescópios, pode ser interessante examiná-los mais uma vez para verificar se há calor emanando de um lugar onde não seria esperado. Valeria a pena pelo menos procurar o que poderia ser uma descoberta tão fundamentalmente inovadora.
Publicado em 29/08/2021 19h35
Artigo original:
Estudo original: