Astrônomos podem ter uma chance de fotografar buracos negros primordiais

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Astrônomos podem ter uma chance de fotografar buracos
negros primordiais
As ondas gravitacionais podem ser a chave para a imagem de buracos negros primordiais nascidos nos
primeiros momentos do nosso Universo.
Os cientistas estão propondo uma abordagem para imagens de buracos negros primordiais. De acordo
com algumas teorias, elas surgiram nos primeiros momentos do Universo, muito antes do nascimento
das primeiras estrelas, e estudá-las poderia fornecer informações inestimáveis sobre os processos
físicos que ocorreram durante esta era misteriosa e pouco estudada.
“Buracos negros demorramais são buracos negros que surgiram logo após o Big Bang, formados pela
gravidade em certas regiões densamente lotadas”, explicou Pratibha Jangra, uma das autoras do
estudo, em um e-mail. “Confirmar a existência de buracos negros primordiais indicaria algo
extraordinário que ocorreria no Universo primitivo.”
Em um estudo recente, Jangra e uma equipe de pesquisadores da Universidade da Cantábria, na
Espanha, levantaram a hipótese de que podem ser “visíveis” através da liberação de ondas
gravitacionais emitidas durante as fusões de buracos negros.
“Eles cresceram ao longo do tempo ao engolir material próximo”, disse Jangra. “Embora os buracos
negros primordiais ainda sejam considerados hipotéticos, sua dinâmica é altamente cativante, gerando
ondulações no espaço-tempo através de colisões de frente conhecidas como fusões.”
https://www.advancedsciencenews.com/what-is-a-black-hole/
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2023/11/069
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Essas fusões produzem ondas gravitacionais de alta energia que causam uma perturbação à medida
que viajam pelo Universo. Eles foram identificados pela primeira vez em 2015 usando o detector de
ondas gravitacionais LIGO quando o telescópio detectou ondas emitidas durante a fusão de dois
buracos negros formados pelo colapso de estrelas massivas.
Desde então, o LIGO e suas contrapartes em todo o mundo encontraram dezenas de outros pares de
buracos negros em fusão, oferecendo informações valiosas sobre a física desses corpos celestes. No
entanto, seus predecessores primordiais ainda não foram identificados dessa maneira.
Jangra e sua equipe sugeriram que algumas das colisões observadas de buracos negros poderiam
realmente ser primordiais, mas a precisão das medições atuais não permitiu que os físicos os
distinguissem de estrelas em colapso.
A chave para identificá-los é outra entidade indescritível chamada matéria escura. Numerosas
observações astronômicas mostraram que o nosso Universo é permeado com uma substância
enigmática que não emite, reflete ou absorve a luz, e que é aproximadamente cinco vezes mais
abundante do que a matéria comum.
Embora não se saiba muito sobre a matéria escura além do fato de que ela interage fracamente com
outras formas de matéria, a maioria dos especialistas acredita que ela existe desde o início do Universo,
o que significa que ela deve ter interagido com buracos negros primordiais (se eles existirem, é claro).
Os buracos negros primordiais deveriam ter atraído a matéria escura em grandes quantidades e, como
indica a análise dos cientistas, as enormes nuvens de matéria escura que podem ter se formado em
torno deles teriam afetado seu movimento à medida que se fundissem – todos os detalhes dos quais
seriam capturados na radiação gravitacional emitida durante a fusão.
“Estudamos como ‘vestes’ de matéria escura em torno de buracos negros primordiais afetam suas
interações”, disse Jangra. “Surpreendentemente, essas roupas escuras agem como um interruptor,
determinando se a colisão de buracos negros primordiais acelera ou desacelera. A presença de picos de
matéria escura influencia se os buracos negros primordiais colidem rapidamente ou tomam seu tempo
para se fundir, dependendo de várias condições específicas.
Isso implica que as ondas gravitacionais observadas pelo LIGO e outros telescópios podem ter
informações inestimáveis sobre a misteriosa matéria escura e os buracos negros primordiais ainda não
descobertos escondidos dentro deles. No entanto, como sempre na física, apenas experimentos e
observações reais podem confirmar quaisquer teorias. Espero que tais experimentos possam ser
realizados em um futuro próximo.
“Embora nosso estudo não especifique um experimento específico, os pesquisadores poderiam usar
nossas ideias para guiar detectores de ondas gravitacionais em andamento e futuros, como o LIGO /
Virgo /KAGRA Collaboration, LISA e Einstein Telescope, na busca de sinais desses misteriosos pares de
buracos negros primordiais envolvidos na matéria escura”, explicou Jangra.
No entanto, mesmo antes de os experimentos de detecção de ondas gravitacionais serem realizados, os
pesquisadores ainda têm muito trabalho a fazer, pois em seus cálculos eles fizeram certas simplificações
que podem não ser verdadeiras na realidade.
https://www.advancedsciencenews.com/understanding-gravitational-waves-ripples-in-spacetime-explained/
https://www.advancedsciencenews.com/nobel-prize-physics-detecting-gravitational-waves/
https://www.advancedsciencenews.com/pulsars-and-giant-black-holes-open-new-doors-in-cosmic-archaeology/
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“Neste trabalho, fizemos algumas suposições simplificadoras, como os picos de matéria escura, fiquem
parados ou sejam afastados movendo-se buracos negros primordiais – válidos em situações
específicas”, concluiu Jangra. No entanto, a maneira como os buracos negros primordiais interagem uns
com os outros, enquanto cercados por picos de matéria escura, pode ser muito complexa em geral.
Portanto, nosso objetivo é explorar cenários mais amplos para uma compreensão completa.
“O objetivo é descobrir a imagem completa de como os buracos negros primordiais e a matéria escura
interagem, investigando se os picos formados por diferentes tipos de matéria escura se comportam de
forma semelhante aos vestidos estudados. É como montar peças que faltam de um quebra-cabeça
cósmico para entender como esses elementos trabalham juntos.
Referência: Pratibha Jangra, Bradley J. Kavanagh e J.M. O impacto da matéria escura aumenta nas
taxas de fusão de Buracos Negros Primordial, Journal of Cosmology e Astroparticle Physics (2023). DOI:
10.1088/1475-7516/2023/11/069
Crédito da imagem: Placidplace em Pixabay
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https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2023/11/069