Uma análise estatística de 740 explosões de supernovas mostrou que os buracos negros não podem ser responsáveis por mais de 40 por cento do volume de matéria escura no Universo, o que por sua vez crava outro prego no caixão da teoria de objetos compactos de halo astrofísicos massivos. De acordo com essa teoria, os buracos negros primordiais podem ser a fonte de matéria escura. A observação de dois cientistas americanos da Universidade da Califórnia em Berkeley lança dúvidas sobre essa teoria.
Em fevereiro de 2016, cientistas do Observatório de Ondas Gravitacionais Interferométricas a Laser (LIGO) anunciaram uma nova era na astronomia. Os pesquisadores descobriram pela primeira vez ondas gravitacionais previstas criadas por um par de buracos negros em colisão. Além da natureza surpreendente da descoberta em si, a descoberta das ondas gravitacionais reviveu a velha teoria de que a matéria escura é um derivado de objetos halo astrofísicos compactos massivos (MACHOs), objetos ultradensos que não emitem luz.
De acordo com as suposições modernas, a matéria escura pode representar até 85% do volume de toda a matéria no Universo, mas os físicos ainda não descobriram essa matéria, então não sabem o que é. O tema da existência de matéria escura atraiu discussões ativas em torno de si mesmo depois que a astrônoma americana Vera Rubin nos anos 70, estudando as curvas de rotação das galáxias, revelou discrepâncias entre o movimento circular previsto das galáxias e o movimento observado (estrelas na borda das galáxias deveriam girar mais devagar do que as que estão mais próximas para o centro galáctico, mas a observação mostrou que a velocidade de rotação das estrelas externas e internas era realmente a mesma) Esse fato, conhecido como "problema de rotação de galáxias", tornou-se uma das principais evidências da existência de matéria escura. No entanto, a questão de saber seque matéria escura ainda permaneceu e permanece aberta.
Nas décadas seguintes, muitos candidatos foram propostos para o papel da matéria escura. Os mais populares hoje são partículas como axions ou partículas de interação fraca. No entanto, os objetos (em particular os buracos negros) propostos várias décadas antes pela teoria MACHO foram considerados como a principal fonte de matéria escura. Segundo essa teoria, a matéria escura é na verdade composta por partículas bariônicas (partículas de matéria comum que podem ser vistas) movendo-se no espaço interestelar, não estando associadas a nenhum sistema planetário e praticamente (ou completamente) não emitindo energia. De acordo com a teoria, MACHO pode representar estrelas de nêutrons, anãs marrons, planetas órfãos e buracos negros primordiais que apareceram logo após o Big Bang.
Nos anos 90, a teoria dos objetos MACHO saiu de moda. Os cientistas concentraram sua busca pela origem da matéria escura nas partículas, mas a recente descoberta do LIGO reacendeu o interesse pelos buracos negros como uma possível explicação para a matéria escura invisível.
Como os objetos MACHO, segundo a teoria, não emitem energia, para o observador esses objetos ficarão "escuros", ou seja, invisíveis. Com base nisso, os pesquisadores esperavam detectá-los usando o efeito da microlente gravitacional. Este é o fenômeno da curvatura das ondas de luz do objeto observado em relação ao observador devido ao campo gravitacional muito poderoso de objetos muito densos e massivos localizados entre o objeto observado e o observador. Este efeito pode aumentar significativamente o brilho de estrelas muito distantes de nós e nos permitir ver aqueles objetos que não podem ser vistos pelos métodos tradicionais comuns de observação. O papel das lentes gravitacionais pode ser desempenhado, por exemplo, por galáxias, aglomerados galácticos e também buracos negros.
Os físicos Miguel Tsumalakraregi e Urosh Selyak, da Universidade da Califórnia, Berkeley, realizaram análises sofisticadas de dados de 740 explosões de supernovas - explosões extremamente brilhantes de estrelas - para rastrear a contribuição dos buracos negros primordiais para a curvatura e amplificação da luz das supernovas. Explosões de supernovas são frequentemente utilizadas por astrônomos para medir distâncias no universo, pois esses objetos têm um brilho incrível, que diminui muito lentamente, permitindo cálculos. A pesquisa está publicada na revista Physical Review Letters.
Os cientistas presumiram que um desvio no brilho de vários décimos de um por cento, indicando o efeito da microlente nos buracos negros e explicado pela massa de matéria escura invisível, será encontrado em pelo menos 8 das 740 supernovas observadas. No entanto, os cientistas não encontraram um único desvio indicando microlente em um buraco negro.
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As descobertas do estudo não excluem os buracos negros como fontes de matéria escura, mas limitam significativamente sua contribuição ao seu volume dentro do Universo. Estima-se que, mesmo que os buracos negros contribuam para os fenômenos associados à matéria escura, não passa de 40%. Segundo os autores, eles já publicaram e ainda não publicaram os resultados de uma análise mais completa, que cobriu mais de 1.000 supernovas e os obriga a reduzir ainda mais esse número - para um máximo de 23%.
“Estamos de volta às discussões normais. O que é matéria escura? Parece que não temos boas opções. Este é um desafio para as próximas gerações”, afirma o professor Urog Selyak.
