Zwarte gaten zijn meer dan alleen massieve objecten die alles om hen heen opslokken - ze zijn ook een van de grootste en meest stabiele energiebronnen van het universum. Dat zou ze van onschatbare waarde maken voor het type beschaving dat enorme hoeveelheden macht nodig heeft, zoals een Type II Kardashev-beschaving. Maar om al die kracht te benutten, de beschaving zou het hele zwarte gat moeten omringen met iets dat de kracht die het uitstraalt zou kunnen opvangen.

Een mogelijke oplossing zou een Dyson-bol zijn - een soort stellair mega-engineeringproject dat een hele ster inkapselt (of, in dit geval, een zwart gat) in een kunstmatige omhulling die alle energie vangt die het object in het midden uitstraalt. Maar zelfs als het in staat zou zijn om alle energie die het zwarte gat uitstraalt op te vangen, de bol zelf zou nog steeds last hebben van warmteverlies. En dat warmteverlies zou het voor ons zichtbaar maken, volgens nieuw onderzoek gepubliceerd door een internationaal team onder leiding van onderzoekers van de National Tsing Hua University in Taiwan.

Blijkbaar, een dergelijke structuur is nog niet gedetecteerd. Nog altijd, het papier bewijst dat het mogelijk is om dit te doen, ondanks dat er geen zichtbaar licht voorbij het oppervlak van de bol komt en de reputatie van een zwart gat als licht zakt in plaats van lichtbronnen. Om te begrijpen hoe we een dergelijk systeem zouden detecteren, eerst, het zou nuttig zijn om te begrijpen waarvoor dat systeem zou zijn ontworpen.

De auteurs bestuderen zes verschillende energiebronnen die een potentiële Dyson-bol rond een zwart gat zou kunnen verzamelen. Ze zijn de alomtegenwoordige kosmische microgolfachtergrondstraling (die over de bol zou spoelen, ongeacht waar deze was geplaatst), de Hawking-straling van het zwarte gat, zijn accretieschijf, zijn Bondi-aanwas, zijn corona, en zijn relativistische jets.

Sommige van deze energiebronnen zijn veel krachtiger dan andere, met de energie van de accretieschijf van het zwarte gat voorop in termen van potentiële energievangsten. Andere soorten energie vereisen totaal andere technische uitdagingen, zoals het vastleggen van de kinetische energie van de relativistische jets die uit de polen van het zwarte gat schieten. Grootte speelt duidelijk een grote factor in hoeveel energie deze zwarte gaten uitzenden. De auteurs richten zich voornamelijk op zwarte gaten met stellaire massa als een goed vergelijkingspunt met andere potentiële energiebronnen. Op die maat, de accretieschijf alleen al zou honderden keren de energie-output van een hoofdreeksster opleveren.

Het zou onmogelijk zijn om met de huidige bekende materialen een Dyson-bol rond een object van die grootte te bouwen. Maar het type beschaving dat geïnteresseerd zou zijn om zo'n technische uitdaging aan te gaan, zou hoogstwaarschijnlijk veel sterkere materialen hebben dan we vandaag hebben. Alternatief, ze zouden kunnen werken met bekende materialen om een ​​Dyson-zwerm of Dyson-bubbel te creëren, die niet zoveel materiële kracht vereist, maar wel een deel van de energie verliest die een volledige bol zou vangen, en voegt meerdere lagen van complexiteit toe bij het coördineren van orbitale paden en andere factoren. Een dergelijke structuur zou zich buiten de accretieschijf moeten bevinden om volledig te kunnen profiteren van de energie die het zwarte gat uitstraalt.

Zelfs een enkele bol rond een enkel zwart gat van stellaire massa zou genoeg zijn om elke beschaving die het in Type II-gebied heeft gecreëerd, te duwen. waardoor het een vermogensniveau krijgt dat onvoorstelbaar is met de huidige technologie. Maar zelfs zo'n machtige beschaving zal hoogstwaarschijnlijk niet in staat zijn om de wetten van de fysica te buigen. Ongeacht het vermogensniveau, een deel ervan zal verloren gaan aan warmte.

Aan astronomen, warmte is gewoon een andere vorm van licht:infrarood, Om precies te zijn. En volgens de onderzoekers de warmte die wordt uitgestraald door een Dyson-bol rond een zwart gat, moet detecteerbaar zijn door onze huidige oogst van telescopen, zoals de Wide Field Infrared Survey Explorer en de Sloan Digital Sky Survey, tot een afstand van minstens 10 kpc. Dat is ongeveer 1/3 van de afstand over de hele Melkweg. Hoe dichtbij ze ook waren, ze zouden er niet uitzien als traditionele sterren, maar zouden kunnen worden gedetecteerd met behulp van de radiale snelheidsmethode die gewoonlijk wordt gebruikt om exoplaneten te vinden.

Hoewel dit nuttig theoretisch werk is, er is zeker nog geen bewijs dat een dergelijke structuur bestaat - Fermi's Paradox geldt nog steeds. Maar gezien alle gegevens die we deze telescopen al verzamelen, het kan interessant zijn om er nog een keer doorheen te bladeren om te controleren of er warmte uit komt van een plaats waar het niet zou worden verwacht. Het zou de moeite waard zijn om op zijn minst te zoeken naar wat zo'n fundamenteel baanbrekende ontdekking zou kunnen zijn.