Cientistas descobrem o que pode ter gerado matéria escura no espaço

Cientistas descobrem o que pode ter gerado matéria escura no espaço

Um estudo realizado por pesquisadores do Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo indica que os chamados buracos negros primordiais podem ter originado parte ou até mesmo toda a matéria escura presente no espaço.

Além disso, eles seriam responsáveis por alguns sinais de ondas gravitacionais e buracos negros supermassivos presentes no centro da Via Láctea e em outras galáxias. Também podem ser uma peça-chave na síntese de elementos pesados, por liberarem material rico em nêutrons ao colidirem e destruírem estrelas.

Para entender melhor os buracos negros primordiais, ou PBHs (Primordial Black Holes), a equipe de cientistas concentrou sua atenção no “nascimento” do universo. Neste período, um grande número de processos favoreceram o surgimento dos buracos negros, sendo que até mesmo uma flutuação de densidade positiva de mais de 50% poderia resultar em um deles.

“Universos bebês” originados a partir do nosso são vistos como buracos negros, aponta pesquisa. Crédito: Kavli IPMU/Divulgação

“Universos bebês”

Uma das descobertas feitas pelos pesquisadores foi de que os PBHs podem ter sido formados a partir dos chamados “universos bebês” durante o processo de inflação, uma rápida expansão que teria dado início às estruturas que conhecemos hoje.

Os tais universos bebês teriam surgido do nosso universo, e os menores (chamados de “universo filha”) eventualmente ruíam, liberando um volume de energia que, por sua vez, formaria um buraco negro.

Os universos bebês que fossem maiores que o tamanho crítico existiriam em um estado definido pela teoria da gravidade de Einstein, que diz que um observador dentro do universo o veria diferentemente de um observador externo. O primeiro o veria em expansão, enquanto o segundo, que seríamos nós, o veria como um buraco negro.

Tanto os bebês menores quanto os maiores são vistos como buracos negros primordiais, que ocultam a estrutura subjacente de múltiplos universos em seu horizonte de eventos, ou ponto de não-retorno, do qual nada consegue escapar devido à força da gravidade.

Um “multiverso” de buracos negros

Os cientistas utilizaram a câmera digital gigante Hyper Suprime-Cam (HSC), do Telescópio Subaru, localizado no pico do monte Mauna Kea, no Havaí, para encontrar os buracos negros deste cenário de múltiplos universos, ou “multiversos”.

Quando um buraco negro primordial cruza o campo de visão de uma estrela, sua gravidade curva os raios de luz, fazendo com que a estrela aparente estar brilhando mais intensamente durante um certo período. A duração desse fenômeno indica a massa do buraco negro.

PBHs curvam os raios de luz de estrelas durante alguns segundos ao cruzarem seu campo de visão. Crédito: Kavli IPMU/HSC

Como a HSC é capaz de retratar toda a galáxia de Andrômeda em minutos, ela permite a um indivíduo observar cem milhões de estrelas simultaneamente. Com isso, aumentam as chances de que um PBH seja visto cruzando este campo de visão.

Os pesquisadores dizem já ter encontrado um buraco negro primordial do “multiverso” com massa comparável à da Lua. A equipe agora está realizando novas observações para confirmar se os PBHs deste cenário específico são a origem de toda a matéria escura do universo

Via Phys.org

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