Matéria escura ao redor de buracos negros é detectada pela 1ª vez
Por Daniele Cavalcante | Editado por Patricia Gnipper | 27 de Março de 2023 às 19h24
Buracos negros podem estar cercados de matéria escura, segundo um novo estudo publicado na The Astrophysical Journal Letters. Se as próximas observações confirmarem a descoberta, isso pode ajudar a desvendar um dos maiores mistérios do universo.
- Esta estrela de nêutrons está se comportando como um buraco negro
- Buraco negro supermassivo pode ter "assassinado" sua própria galáxia
A matéria escura compõe cerca de 85% de toda a massa do cosmos, mas, como o nome sugere, é invisível para os olhos humanos e para todos os instrumentos científicos. Para detectá-la, os astrônomos usam o único tipo de interação entre ela e a matéria comum: a gravidade.
Em sua pesquisa, uma equipe de cientistas da Universidade de Educação de Hong Kong (EdUHK) usou estrelas orbitando uma dupla de buracos negros — A0620–00 e XTE J1118+480 — e observou que a velocidade dessas estrelas diminuía cerca de 1 milissegundo por ano.
Tal desaceleração é inesperada e pode significar que a matéria escura ao redor dos buracos negros gerou um tipo de arrasto gravitacional nas estrelas. Então, a equipe usou um modelo de atrito dinâmico da matéria escura em uma simulação e descobriu que, de fato, as estrelas nessas condições podem sofrer esse efeito.
O modelo de atrito dinâmico prevê uma perda de energia de movimento em objetos que interagem gravitacionalmente com esse tipo de matéria misteriosa. As taxas de perda da velocidade na simulação correspondiam às observações.
Para buracos negros sem matéria escura ao redor, a estimativa teórica para a perda de velocidade orbital seria de apenas 0,02 milissegundos por ano. Isso significa que a taxa observada pela equipe foi 50 vezes maior. Em outras palavras, o decaimento orbital das estrelas pode, sim, ser explicada pela presença da matéria escura ao redor dos buracos negros.
Chan Man Ho, principal autor da pesquisa e professor associado do Departamento de Ciências e Estudos Ambientais da EdUHK, disse que “este é o primeiro estudo a aplicar o 'modelo de atrito dinâmico' em um esforço para validar e provar a existência de matéria escura ao redor de buracos negros”.
As implicações para isso são promissoras para a pesquisa sobre a matéria escura, porque há muito se suspeita que os buracos negros podem devorá-la, mas nunca foi possível observar. Os autores da pesquisa pretendem procurar outros objetos semelhantes — existem pelo menos 18 sistemas binários semelhantes na Via Láctea. .
Em estudos anteriores, os cientistas usavam raios gama e ondas gravitacionais para procurar por matéria escura perto de buracos negros, o que os tornavam dependentes de algum evento como a fusão entre buracos negros. Agora, basta medir a velocidade orbital das estrelas próximas e aplicar as observação aos modelos matemáticos.