Os buracos negros sempre foram alvos intrigantes para explicar os mistérios do universo, especialmente no que diz respeito à matéria escura. No entanto, um novo estudo revela que buracos negros primordiais (formados logo após o Big Bang) não são numerosos o suficiente para representar uma fração significativa dessa substância misteriosa.
Enquanto a maioria dos buracos negros conhecidos se forma a partir do colapso de estrelas massivas, os buracos negros primordiais (PBHs, na sigla em inglês) são teorizados como resultado de flutuações de densidade no universo primordial. Eles poderiam, teoricamente, ter se formado em uma variedade de massas, desde objetos pequenos até supermassivos, e poderiam residir nos halos de matéria escura que envolvem as galáxias.
Nos últimos anos, detecções de ondas gravitacionais pelo LIGO e pelo Virgo revelaram fusões de buracos negros incomumente massivos, levantando a hipótese de que esses buracos negros poderiam ser primordiais. Se existissem em grande número, os PBHs poderiam, potencialmente, explicar a matéria escura. No entanto, as observações de microlentes gravitacionais realizadas na Grande Nuvem de Magalhães sugerem o contrário.
Quando um objeto massivo, como um buraco negro, passa em frente a uma fonte de luz distante, ele pode agir como uma lente gravitacional, ampliando temporariamente a luz da fonte. Esse efeito, conhecido como evento de microlente gravitacional, pode ser usado para detectar objetos compactos e invisíveis, como buracos negros, que de outra forma seriam difíceis de observar.
No estudo mais recente, liderado por Przemek Mroz, da Universidade de Varsóvia, os pesquisadores analisaram 20 anos de dados do Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE). O OGLE, conduzido no Observatório Las Campanas, no Chile, monitorou milhares de estrelas na Grande Nuvem de Magalhães para identificar eventos de microlente gravitacional.
Os pesquisadores procuraram eventos de microlente de longo prazo, que poderiam indicar a presença de buracos negros primordiais supermassivos (PMBs). No entanto, mesmo com duas décadas de dados, eles não encontraram evidências de eventos associados a PBHs com massas acima de 6,3 milhões de massas solares.
Além disso, os dados mostraram que buracos negros primordiais com massas de até 860 milhões de massas solares não poderiam compor mais de 10% da matéria escura, enquanto aqueles menores (até 6,3 milhões de massas solares) não poderiam compor mais de 1%.
Esses resultados descartam a hipótese de que PBHs supermassivos sejam responsáveis por uma fração significativa da matéria escura no universo.
A matéria escura continua sendo um dos maiores mistérios da cosmologia. Ela compõe cerca de 27% do universo, mas sua natureza exata permanece desconhecida. Enquanto buracos negros primordiais já foram considerados candidatos viáveis, estudos como este estão reduzindo cada vez mais o escopo dessa possibilidade.
Apesar disso, a pesquisa também reforça o valor das observações de microlentes gravitacionais como uma ferramenta poderosa para explorar objetos compactos e invisíveis no cosmos. Como ressaltou a equipe de Mroz, futuras pesquisas com telescópios mais sensíveis, como o Vera Rubin Observatory, podem revelar mais sobre os buracos negros e seu papel no Universo.
Embora fascinantes, os buracos negros primordiais não parecem ser a solução para o enigma da matéria escura. Este estudo reforça a necessidade de explorar outras teorias e candidatos, como partículas subatômicas ainda não detectadas. Por enquanto, o mistério persiste, incentivando novas investigações sobre a composição do Universo.
Sobre a imagem: A Grande Nuvem de Magalhães. Créditos da imagem: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/SMASH/D. Nidever
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