Esferas de Dyson ao redor de buracos negros podem revelar civilizações alienígenas, dizem cientistas

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Impressão artística de uma estrutura de Dyson. Créditos: Cokada / iStock / Getty Images.

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

Uma das maiores perguntas que temos sobre o Universo é: estamos sozinhos como uma espécie tecnologicamente avançada? Isso levanta outras questões: se alienígenas estivessem por aí, como seria sua tecnologia? E, pertinentemente, como poderíamos detectá-la?

Um novo estudo apresentou algumas respostas a essas perguntas – pelo menos, se a tecnologia em questão for um tipo de coletor de energia fantástico chamado esfera de Dyson, extraindo energia de um buraco negro.

“Neste estudo, consideramos uma fonte de energia de uma civilização do Tipo II ou III bem desenvolvida. Eles precisam de uma fonte de energia mais poderosa do que seu próprio sol”, escrevem os pesquisadores em seu estudo.

“Um disco de acreção, uma coroa solar e jatos relativísticos podem ser usinas de energia em potencial para uma civilização Tipo II. Nossos resultados sugerem que para um buraco negro de massa estelar, mesmo em uma proporção de Eddington baixa, o disco de acreção poderia fornecer centenas de vezes mais luminosidade do que uma estrela da sequência principal”.

O conceito de esfera de Dyson foi popularizado pelo físico teórico Freeman Dyson na década de 1960 como uma solução para o problema de consumo de energia que excede as capacidades do planeta de uma civilização. A própria esfera é construída em torno da estrela do sistema planetário – uma megaestrutura que coleta a energia da estrela na fonte.

O estudo de Dyson propôs que as emissões infravermelhas de energia térmica podem escapar à medida que a estrutura de Dyson captura e converte a energia estelar, o que poderia hipoteticamente denunciar a presença dessas estruturas hipotéticas. Essa faixa infravermelha, se pudéssemos detectá-la, nos permitiria localizar civilizações alienígenas.

Liderada pelo astrônomo Tiger Yu-Yang Hsiao, da Universidade Nacional Tsing Hua, em Taiwan, uma equipe de pesquisadores levou o conceito um passo adiante. E se a esfera de Dyson (ou anel de Dyson ou enxame de Dyson) estivesse estruturado em torno de um buraco negro? Isso funcionaria, e o que seríamos capazes de detectar, daqui da Terra?

A única coisa pela qual os buracos negros são conhecidos, acima de tudo, é seu poderoso campo gravitacional que engole tudo que se aproxima o suficiente e não deixa nada escapar (que possamos detectar).

Você pode, portanto, estar se perguntando como alguém poderia colher algo de tal monstrengo. Acontece que há vários processos no ambiente extremo em torno de um buraco negro dos quais a energia poderia ser colhida.

Em seu estudo, a equipe considera alguns desses processos: o disco de acreção de material girando em torno de um buraco negro, superaquecido pelo atrito a até milhões de graus; a radiação Hawking, a radiação teórica de corpo negro emitida por buracos negros proposta por Stephen Hawking.

Outros fenômenos potencialmente relevantes que podem contribuir incluem a acreção esférica, a coroa de plasma magnetizado entre a borda interna do disco de acreção e o horizonte de eventos e os jatos lançados em velocidades relativísticas dos polos de buracos negros ativos.

Com base em modelos de buracos negros com uma massa em torno de 5, 20 e 4 milhões de vezes a massa do Sol (que é a massa de Sagitário A*, o buraco negro supermassivo no coração da Via Láctea), Hsiao e seus colegas conseguiram para determinar se uma esfera de satélites seria capaz de coletar efetivamente a energia de alguns desses processos.

“A maior luminosidade pode ser coletada de um disco de acreção, chegando a 100.000 vezes a luminosidade do Sol, o suficiente para manter uma civilização Tipo II”, escreveram os pesquisadores.

“Além disso, se uma esfera de Dyson coleta não apenas a radiação eletromagnética, mas também outros tipos de energia (por exemplo, energia cinética) dos jatos, a energia total coletada seria aproximadamente cinco vezes maior”.

Essas estruturas seriam detectáveis ​​em vários comprimentos de onda, os pesquisadores descobriram, com esferas de Dyson mais quentes mais visíveis na faixa ultravioleta e esferas de Dyson mais frias visíveis no infravermelho, assim como o próprio Dyson previu.

No entanto, dado que os buracos negros ativos já emitem muita radiação em ambas as faixas de comprimento de onda, seria mais fácil falar do que fazer a detecção do excesso de Dyson.

A equipe sugere que fazer outras medições, como mudanças na luz conforme o buraco negro é minuciosamente afetado pela gravidade da esfera, pode ajudar a revelar onde essas estruturas podem estar escondidas.

A pesquisa foi publicada nos Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.