Uma equipe internacional de pesquisa descobriu que buracos negros primordiais - aqueles remanescentes hipotéticos dos primeiros momentos do universo - podem estar desencadeando explosões de estrelas anãs brancas como supernovas do tipo Ia. Porque é exatamente isso que o cosmos precisava: mais coisas explodindo. O estudo, publicado no The Astrophysical Journal, também sugere que essas explosões incomuns podem ajudar a explicar um padrão intrigante de abundância química observado entre estrelas na Via Láctea.

Os buracos negros primordiais (PBH, na sigla em inglês) acredita-se que tenham se formado durante a inflação cósmica, quando a rápida expansão do universo amplificou pequenas flutuações na distribuição da matéria. Eles há muito são propostos como candidatos a matéria escura, a substância invisível que supostamente compõe cerca de 90% de toda a matéria do universo em massa. Porque, claro, por que não adicionar 'explodir estrelas secretamente' à lista de coisas que a matéria escura pode estar fazendo.

Aqui está o mecanismo proposto: enquanto os buracos negros primordiais viajam pelo espaço, eles podem ocasionalmente passar através de uma anã branca - o denso remanescente estelar deixado para trás quando uma estrela de baixa massa fica sem combustível. A gravidade do buraco negro criaria forças de maré poderosas dentro da estrela, desestabilizando-a e fazendo-a explodir como uma supernova do tipo Ia (SNe Ia). Supernovas do tipo Ia são explosões extremamente brilhantes, geralmente acreditadas para ocorrer quando uma anã branca se torna instável e sofre uma reação termonuclear descontrolada. Mas quem precisa do 'geralmente acreditado' quando você pode ter 'possivelmente desencadeado por um pequeno buraco negro'?

A pesquisa foi liderada por Shing-Chi Leung, professor assistente do SUNY Polytechnic Institute e cientista visitante associado no Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo da Universidade de Tóquio (Kavli IPMU). A equipe também incluiu o Cientista Visitante Sênior do Kavli IPMU, Ken'ichi Nomoto, e o Pesquisador Sênior do Kavli IPMU, Alexander Kusenko. Eles investigaram o movimento, brilho e propriedades químicas de supernovas produzidas através deste canal de explosão proposto por PBH.

Em um artigo anterior publicado em 2025, a equipe mostrou que explosões desencadeadas por PBH poderiam produzir SNe Ia com propriedades muito semelhantes às geradas por modelos padrão. Para o novo estudo, eles compararam seus modelos com vários remanescentes de supernova bem conhecidos (Tycho, Kepler, 3C 397), supernovas próximas (por exemplo, SN 2011fe, SN 2012cg) e as abundâncias químicas de estrelas da Via Láctea. Seus resultados mostraram que SNe Ia desencadeadas por PBH poderiam reproduzir várias características observadas nessas supernovas e seus remanescentes.

Os pesquisadores examinaram isótopos radioativos como Ni-56, Ni-57 e elementos estáveis como Mn e Ni. Essas assinaturas químicas permitiram estimar as massas e metalicidades das estrelas que produziram as explosões. Metalicidade - a quantidade de metal quando a estrela se forma, que sonda quando a estrela nasceu na era cósmica - fornece pistas sobre quando uma estrela se formou e as condições químicas naquele ponto da história do universo. (Em astronomia, 'metais' são elementos mais pesados que hidrogênio e hélio, porque os astrônomos têm suas próprias definições.)

A equipe também usou modelos de supernova para explorar como esse mecanismo de explosão poderia contribuir para o enriquecimento químico galáctico. Supernovas liberam elementos recém-formados no espaço, onde podem mais tarde se tornar parte de novas estrelas e planetas. A análise indicou que uma fração não nula de SN Ia desencadeadas por PBH pode ser necessária para explicar a tendência de abundância química observada em estrelas em toda a Via Láctea. Isso sugere que buracos negros primordiais podem ter influenciado a evolução química da nossa galáxia através das explosões estelares que desencadearam.

'Nosso trabalho sugere que algumas supernovas que observamos no céu podem ser resultado dos PBHs. Portanto, mesmo que não possamos observar diretamente essas entidades evasivas, elas deixam muitas pistas interessantes na natureza para sondarmos suas propriedades', disse Leung. Os pesquisadores planejam ampliar sua investigação estudando como os PBHs podem afetar outros fenômenos astrofísicos, como a formação de estrelas de nêutrons e buracos negros, e como esses processos podem ser detectados por observatórios de ondas gravitacionais.