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Potrebbe esserci un modo di rilevare una sfera di Dyson intorno a un buco nero

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Una delle domande più grandi che abbiamo sull’Universo è: siamo soli come specie tecnologicamente avanzata? Ciò solleva altre domande: se gli alieni fossero là fuori, che tecnologia avrebbero? E, pertinentemente, come potremmo rilevarla?

Un nuovo studio ha fornito alcune risposte a queste domande, almeno nel caso in cui la tecnologia in questione fosse un tipo di raccoglitore di energia chiamato sfera di Dyson, in grado di attingere energia da un buco nero.

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In questo studio, consideriamo una fonte di energia di una civiltà di tipo II o di tipo III ben sviluppata che dovrebbe essere necessariamente una fonte di energia più potente del loro stesso Sole“, scrivono i ricercatori nel loro articolo.

Un disco di accrescimento, una corona e getti relativistici potrebbero essere potenziali centrali elettriche per una civiltà di tipo II. I nostri risultati suggeriscono che per un buco nero di massa stellare, anche con un rapporto di Eddington basso, il disco di accrescimento potrebbe fornire centinaia di volte più luminosità di una stella della sequenza principale“.

Il concetto di sfera di Dyson è stato reso popolare dal fisico teorico Freeman Dyson negli anni ’60 come soluzione al problema del consumo di energia che supera le capacità del pianeta di una civiltà. Si tratta di una sfera costruita attorno alla stella del sistema planetario, una megastruttura in grado di raccogliere l’energia della stella alla fonte.

L’articolo di Dyson proponeva che le emissioni infrarosse di energia termica potrebbero fuoriuscire mentre la sfera di Dyson cattura e converte l’energia stellare, cosa che potrebbe ipoteticamente rivelare la presenza di queste ipotetiche strutture. Questa firma a infrarossi, se potessimo rilevarla, ci consentirebbe di individuare civiltà aliene.

Guidato dall’astronomo Tiger Yu-Yang Hsiao della National Tsing Hua University di Taiwan, un team di ricercatori ha portato il concetto a un ulteriore passo avanti. E se la sfera di Dyson (o l’anello di Dyson o lo sciame di Dyson) fosse disposta intorno a un buco nero? Funzionerebbe, e cosa saremmo in grado di rilevare, da qui sulla Terra?

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L’unica cosa per cui i buchi neri sono noti è il loro potente campo gravitazionale che cattura tutto ciò che si avvicina abbastanza e non lo rilascia più.

Ti starai quindi chiedendo come si possa raccogliere qualcosa da una tale bestia. A quanto pare, ci sono una serie di processi nell’ambiente estremo attorno a un buco nero da cui potrebbe essere raccolta energia.

Nell’articolo, il team prende in considerazione alcuni di questi processi: il disco di accrescimento di materiale che vortica attorno a un buco nero, surriscaldato dall’attrito fino a milioni di gradi; Radiazione di Hawking, la radiazione teorica del corpo nero emessa dai buchi neri proposta da Stephen Hawking.

Altri fenomeni potenzialmente rilevanti che potrebbero contribuire includono l’accrescimento sferico, la corona di plasma magnetizzato tra il bordo interno del disco di accrescimento e l’orizzonte degli eventi e i getti lanciati a velocità relativistiche dai poli dei buchi neri attivi.

Basandosi su modelli di buchi neri con un clock di 5, 20 e 4 milioni di volte la massa del Sole (che è la massa di Sagittarius A*, il buco nero supermassiccio nel cuore della Via Lattea), Hsiao e colleghi sono stati in grado di per determinare che una sfera di satelliti sarebbe in grado di raccogliere efficacemente energia da alcuni di questi processi.

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La più grande luminosità può essere raccolta da un disco di accrescimento, raggiungendo 100.000 volte la luminosità del Sole, abbastanza per mantenere una civiltà di tipo II“, scrivono i ricercatori.

Inoltre, se una sfera di Dyson raccogliesse non solo la radiazione elettromagnetica ma anche altri tipi di energia (ad esempio energia cinetica) dai getti, l’energia totale raccolta sarebbe circa cinque volte maggiore“.

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Tali strutture sarebbero rilevabili su più lunghezze d’onda, hanno scoperto i ricercatori, con sfere di Dyson più calde più visibili nella gamma dell’ultravioletto e sfere di Dyson più fredde visibili nell’infrarosso, proprio come previsto dallo stesso Dyson.

Tuttavia, dato che i buchi neri attivi emettono già molte radiazioni in entrambi questi intervalli di lunghezze d’onda, rilevare le radiazioni emesse dalle sfere di Dyson potrebbe essere più facile a dirsi che a farsi.

Il team suggerisce che effettuare altre misurazioni, come i cambiamenti nella luce poiché il buco nero è minuziosamente influenzato dalla gravità della sfera, potrebbe aiutare a rivelare dove potrebbero nascondersi queste strutture.

La ricerca è stata pubblicata negli Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.

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