Buracos negros primordiais são um dos favoritos hipotéticos da astronomia há décadas — o equivalente celestial de um "talvez depois" que nunca chegou. Agora, pesquisadores da Universidade de Miami acham que uma recente detecção de ondas gravitacionais pode finalmente trazer esses objetos antigos do reino da teoria para a categoria de "ah, então é onde a matéria escura estava escondida".
Buracos negros primordiais, para quem não está por dentro das tradições do universo primitivo, acredita-se que tenham se formado durante a primeira fração de segundo após o Big Bang, muito antes de as primeiras estrelas ou galáxias se organizarem. Ao contrário dos buracos negros criados por estrelas em colapso, esses objetos hipotéticos podem variar em tamanho, desde algo tão pequeno quanto um asteroide até corpos muito maiores — basicamente, o entulho do sótão do universo.
Embora nenhum buraco negro primordial tenha sido confirmado, os cientistas acreditam que eles podem responder a várias questões importantes sobre o universo. Uma das maiores é a natureza da matéria escura, a substância invisível que compõe cerca de 85% de toda a matéria e fornece a atração gravitacional que ajuda a manter as galáxias unidas. Então, sabe, meio importante.
"Acreditamos que nosso estudo ajudará a confirmar que eles realmente existem", disse Nico Cappelluti, professor associado do Departamento de Física da Universidade de Miami, referindo-se à pesquisa que conduziu com o estudante de doutorado Alberto Magaraggia.
O trabalho deles se baseia em uma possível descoberta relatada pelo Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferometria a Laser (LIGO), que no final do ano passado detectou um sinal de onda gravitacional incomum. Ondas gravitacionais são ondulações no espaço-tempo produzidas por alguns dos eventos mais violentos do universo, incluindo colisões entre buracos negros — basicamente o equivalente cósmico de jogar uma pedra em um lago, se a pedra fosse um buraco negro e o lago fosse o tecido da realidade.
A maioria dos buracos negros conhecidos se forma após estrelas massivas explodirem como supernovas. Suas massas normalmente variam de várias vezes a massa do Sol a bilhões de massas solares. Mas em novembro, o LIGO emitiu um alerta automático para uma fusão na qual pelo menos um objeto parecia ter menos de uma massa solar. Um buraco negro tão pequeno seria difícil de explicar através da evolução estelar convencional e, em vez disso, poderia apontar para um buraco negro primordial — o equivalente astronômico de encontrar um osso de dinossauro no seu quintal.
Nem todos estão convencidos. Alguns astrofísicos sugeriram que o sinal pode ser simplesmente ruído dentro dos detectores extremamente sensíveis do LIGO, em vez de evidência de uma descoberta notável. Porque às vezes um blip é apenas um blip.
Cappelluti e Magaraggia argumentam que o objeto detectado é melhor explicado como um buraco negro primordial que se formou nas condições densas do universo primitivo, muito antes de as estrelas existirem. Para testar essa ideia, os pesquisadores estimaram quantos buracos negros primordiais podem existir em todo o cosmos e com que frequência o LIGO deveria detectá-los. "Nossos resultados são encorajadores", disse Magaraggia. "Prevemos que buracos negros subsolares como o que o LIGO pode ter observado devem ser realmente raros, consistente com a pouca frequência com que tais eventos foram vistos até agora."
Suas descobertas, publicadas no The Astrophysical Journal, sugerem que o misterioso sinal do LIGO não tem explicação astrofísica convencional e é mais consistente com um buraco negro primordial. O estudo "sugere que a explicação mais plausível para o sinal do LIGO, que carece de qualquer explicação astrofísica convencional, é a detecção de um buraco negro primordial", disse Cappelluti. "E nossa pesquisa indica que esses buracos negros primordiais poderiam representar uma porção significativa, senão toda, da matéria escura."
Mesmo assim, ambos os pesquisadores enfatizam que uma detecção não é suficiente para resolver a questão. Por enquanto, os cientistas devem esperar para ver se o LIGO e seus parceiros internacionais registram eventos adicionais que correspondam ao mesmo padrão. "O LIGO captou o que é uma evidência muito forte"