Les trous noirs sont plus que de simples objets massifs qui engloutissent tout ce qui les entoure, ils sont également l'une des sources d'énergie les plus importantes et les plus stables de l'univers. Cela les rendrait inestimables pour le type de civilisation qui a besoin d'énormes quantités de puissance, comme une civilisation Kardashev de type II. Mais pour exploiter tout ce pouvoir, la civilisation devrait encercler tout le trou noir avec quelque chose qui pourrait capturer la puissance qu'il émet.

Une solution potentielle serait une sphère de Dyson, un type de projet de méga-ingénierie stellaire qui encapsule une étoile entière (ou, dans ce cas, un trou noir) dans une gaine artificielle qui capte toute l'énergie émise par l'objet en son centre. Mais même s'il était capable de capter toute l'énergie émise par le trou noir, la sphère elle-même souffrirait toujours d'une perte de chaleur. Et cette perte de chaleur nous le rendrait visible, selon une nouvelle étude publiée par une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l'Université nationale Tsing Hua de Taïwan.

Évidemment, aucune structure de ce type n'a encore été détectée. Toujours, le papier prouve qu'il est possible de le faire, malgré l'absence de lumière visible dépassant la surface de la sphère et la réputation d'un trou noir d'être des puits de lumière plutôt que des sources de lumière. Pour comprendre comment on détecterait un tel système, premier, il serait utile de comprendre ce pour quoi ce système serait conçu.

Les auteurs étudient six sources d'énergie différentes qu'une sphère potentielle de Dyson pourrait collecter autour d'un trou noir. Ils sont le rayonnement de fond cosmique micro-ondes omniprésent (qui balayerait la sphère, peu importe où elle a été placée), le rayonnement Hawking du trou noir, son disque d'accrétion, son accrétion de Bondi, sa couronne, et ses jets relativistes.

Certaines de ces sources d'énergie sont beaucoup plus puissantes que d'autres, avec l'énergie du disque d'accrétion du trou noir en tête du peloton en termes de captures d'énergie potentielles. D'autres types d'énergie nécessiteraient des défis d'ingénierie complètement différents, comme capturer l'énergie cinétique des jets relativistes qui jaillissent des pôles du trou noir. La taille joue évidemment un rôle important dans la quantité d'énergie émise par ces trous noirs. Les auteurs se concentrent principalement sur les trous noirs de masse stellaire comme un bon point de comparaison avec d'autres sources d'énergie potentielles. A cette taille, le disque d'accrétion à lui seul fournirait des centaines de fois la production d'énergie d'une étoile de la séquence principale.

Il serait impossible de construire une sphère de Dyson autour d'un objet de cette taille avec des matériaux connus actuels. Mais le type de civilisation qui serait intéressé à relever un tel défi d'ingénierie aurait très probablement des matériaux beaucoup plus solides que nous le faisons aujourd'hui. Alternativement, ils pourraient travailler avec des matériaux connus pour créer un essaim Dyson ou une bulle Dyson, qui ne nécessite pas autant de force matérielle mais perd une partie de l'énergie qu'une sphère complète capterait, et ajoute plusieurs couches de complexité lors de la coordination des trajets orbitaux et d'autres facteurs. Une telle structure devrait se trouver à l'extérieur du disque d'accrétion pour tirer pleinement parti de l'énergie émise par le trou noir.

Même une seule sphère autour d'un seul trou noir de masse stellaire suffirait à pousser n'importe quelle civilisation qui l'a créé dans le territoire de type II, lui donnant un niveau de puissance de sortie inimaginable avec la technologie actuelle. Mais même une civilisation aussi puissante ne sera probablement pas en mesure de contourner les lois de la physique. Peu importe le niveau de puissance, une partie sera perdue en chaleur.

Aux astronomes, la chaleur est simplement une autre forme de lumière - infrarouge, pour être exact. Et selon les chercheurs, la chaleur émise par une sphère de Dyson autour d'un trou noir devrait être détectable par notre récolte actuelle de télescopes, tels que le Wide Field Infrared Survey Explorer et le Sloan Digital Sky Survey, à une distance d'environ 10kpc au moins. C'est environ 1/3 de la distance à travers toute la Voie lactée. Peu importe à quel point ils étaient proches, elles n'apparaîtraient pas comme des étoiles traditionnelles mais pourraient être détectables en utilisant la méthode de vitesse radiale couramment utilisée pour trouver des exoplanètes.

Bien qu'il s'agisse d'un travail théorique utile, il n'y a certainement eu aucune preuve de l'existence d'une telle structure pour le moment – ​​le paradoxe de Fermi tient toujours. Mais étant donné toutes les données que nous recueillons déjà sur ces télescopes, il peut être intéressant de les parcourir une fois de plus pour vérifier s'il y a de la chaleur émanant d'un endroit où on ne s'y attendrait pas. Cela vaudrait la peine de chercher au moins ce qui pourrait être une découverte si fondamentalement révolutionnaire.