Uma equipe internacional de pesquisadores colocou uma teoria especulativa formulada por Stephen Hawking sob o teste mais rigoroso até o momento, e seus resultados descartaram a possibilidade de que buracos negros primordiais, com menos de um décimo de milímetro, componham a maior parte da matéria escura.
© Cosmo Novas (ilustração de buracos negros primordiais)
Os cientistas sabem que 85% da matéria no Universo é composta de matéria escura. Sua força gravitacional impede que as estrelas da Via Láctea se separem. No entanto, as tentativas de detectar partículas de matéria escura usando experimentos subterrâneos, ou experimentos com aceleradores, incluindo o maior acelerador do mundo, o Large Hadron Collider (LHC), falharam até agora.
Isso levou os cientistas a considerar a teoria de Hawking, de 1974, sobre a existência de buracos negros primordiais nascidos logo após o Big Bang, e sua especulação de que eles poderiam constituir uma grande fração da matéria escura que os cientistas estão tentando descobrir hoje.
Uma equipe internacional de pesquisadores, liderada pelo pesquisador principal Masahiro Takada, o doutorando Hiroko Niikura e o professor Naoki Yasuda, todos do Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo, e incluindo pesquisadores do Japão, Índia e EUA, usaram o efeito de lente gravitacional para procurar buracos negros primordiais entre a Terra e a galáxia de Andrômeda.
A lente gravitacional, efeito primeiramente sugerido por Albert Einstein, manifesta-se na curvatura dos raios de luz vindos de um objeto distante, como uma estrela, devido ao efeito gravitacional de um objeto massivo interveniente, como um buraco negro primordial. Em casos extremos, esta curvatura da luz faz com que a estrela de fundo pareça muito mais brilhante do que originalmente é.
No entanto, os efeitos de lentes gravitacionais são eventos muito raros, porque eles requerem que uma estrela na galáxia de Andrômeda, um buraco negro primordial atuando como lente gravitacional e um observador na Terra estejam exatamente alinhados. Então, para maximizar as chances de capturar um evento, os pesquisadores usaram a câmera digital Hyper Suprime-Cam no telescópio Subaru, no Havaí, que pode captar toda a imagem da galáxia de Andrômeda em uma única tomada. Levando em conta a rapidez com que se espera que os buracos negros primordiais se movem no espaço interestelar, a equipe tirou várias imagens para ser capaz de captar o brilho de uma estrela enquanto ela se ilumina por um período de alguns minutos a horas devido às lentes gravitacionais.
Partindo de 190 imagens consecutivas da galáxia de Andrômeda obtidas durante sete horas durante uma noite clara, a equipe vasculhou os dados em busca de possíveis eventos de lentes gravitacionais. Se a matéria escura consistisse de buracos negros primordiais com uma determinada massa (neste caso, massas mais leves que a Lua), os pesquisadores esperariam encontrar cerca de 1.000 eventos. Mas depois de análises cuidadosas, eles só conseguiram identificar um caso. Os resultados da equipe mostraram que os buracos negros primordiais não poderiam contribuir com mais de 0,1% de toda a massa de matéria escura. Portanto, é improvável que a teoria seja verdadeira.
Os pesquisadores agora planejam desenvolver mais a análise da galáxia de Andrômeda. Uma nova teoria em desenvolvimento é descobrir se os buracos negros binários descobertos pelo detector de ondas gravitacionais LIGO são, na verdade, buracos negros primordiais.
Detalhes deste estudo foram publicados na revista Nature Astronomy.
Fonte: National Astronomical Observatory of Japan
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