Matéria escura é feita de buracos negros primordiais? Eis como podemos descobrir

Buracos negros primordiais, formados bem no início do universo, poderiam explicar a matéria escura que os cientistas tanto procuram compreender. A hipótese já foi proposta outras vezes, em diferentes estudos, mas um novo artigo descreveu um modelo para somar argumentos a favor da ideia.

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Nico Cappelluti (Universidade de Miami), Günther Hasinger (Diretor de Ciências da ESA) e Priyamvada Natarajan (Universidade de Yale), autores do estudo, criaram um modelo no qual o universo estaria cheio de buracos negros, por toda parte. O estudo poderia explicar não apenas a matéria escura, como também buracos negros de tamanho não-estelar.

Buracos negros no início do universo

Se buracos negros se formaram logo no início do universo, as estrelas que vieram depois começaram se formar em torno desses aglomerados de objetos massivos e invisíveis — que hoje os cientistas chamam de matéria escura. Essa mecânica teria formado sistemas estelares e galáxias ao longo de bilhões de anos.

A matéria escura é uma espécie de substância ou objeto cósmico formado por um tipo de partícula desconhecida, que não interage com outros tipos de partículas comuns do Modelo Padrão. Isso significa que não pode ser detectada por nenhum tipo de detector baseado em ondas eletromagnéticas, por exemplo. A matéria escura só pode ser detectada por seu campo gravitacional.

Existem algumas partículas hipotéticas propostas como componentes da matéria escura, como áxions e gravitinos, mas nenhuma delas foi comprovada até hoje. Por isso, não é raro cientistas que tentam demonstrar que a matéria escura é, na verdade, um punhado de buracos negros não identificados como tais.

Essa proposta é tentadora porque, como diz Cappelluti, “mostra que sem introduzir novas partículas ou nova física, podemos resolver os mistérios da cosmologia moderna, desde a natureza da própria matéria escura até a origem dos buracos negros supermassivos”.

Buracos negros supermassivos também são difíceis de explicar, porque o universo não é velho o suficiente para haver tempo de buracos negros comuns se tornarem tão grandes pelos mecanismos conhecidos. Uma das explicações é que eles se formaram logo após o Big Bang e se fundiram em seguida, por estarem bem próximos.

Futuras buscas por buracos negros primordiais

Uma das futuras missões da Agência Espacial Europeia (ESA) poderá investigar essas propostas. Trata-se do observatório espacial de ondas gravitacionais LISA , que poderá captar os sinais das fusões entre buracos negros primordiais — se é que eles existiram mesmo.

Já a missão Euclides, também da ESA, investigará o Universo escuro com mais detalhes, e poderia ajudar a identificar se os buracos negros primordiais são mesmo candidatos viáveis à matéria escura. Por fim, o telescópio espacial James Webb também ajudará a desvendar mistérios sobre o nascimento dos primeiros buracos negros.

Para Natarajan, “os buracos negros primordiais, se eles existem, podem muito bem ser as sementes das quais todos os buracos negros se formam, incluindo aquele no centro da Via Láctea”. O estudo foi aceito para publicação no The Astrophysical Journal.

Fonte: ESA