Podemos ter encontrado matéria escura na busca por ondas gravitacionais

Por , em 18.06.2016
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Representação artística das fusões de buracos negros detectadas pelo LIGO

O anúncio, em fevereiro deste ano, da detecção de ondas gravitacionais resultantes de uma fusão de buracos negros pelo LIGO, o Observatório Gravitacional de Interferometria Laser, causou comoção na comunidade científica – afinal de contas, era a comprovação das ondas previstas por Albert Einstein.

Depois disso, um grupo de físicos do Departamento Henry A. Rowland de Física e Astronomia, da Universidade Johns Hopkins, se debruçou sobre uma hipótese muito interessante: a de que estes buracos negros seriam uma assinatura da elusiva matéria escura.

Coincidentemente, o trabalho deles foi publicado no periódico Physical Review Letters mais ou menos ao mesmo tempo que o LIGO anunciava a segunda detecção de fusão de buracos negros.

Buracos Negros Primordiais

Os buracos negros primordiais, ou PBH na sigla em inglês, seriam buracos negros com origem diferente. Os buracos negros “normais” são os buracos negros estelares, bem como os super massivos no centro das galáxias.

Os buracos negros estelares se originam de uma supernova, uma estrela com massa maior que oito massas solares que explode e deixa para trás uma nebulosa planetária em expansão e um buraco negro com massa entre três massas solares e algumas dezenas de massas solares.

O outro tipo de buraco negro, os super massivos, ainda não tiveram sua origem desvendada completamente, mas são conhecidos por terem massa variando entre algumas centenas a alguns milhões de massas solares, e estão no centro de galáxias.

O buraco negro primordial seria formado em uma época em que o universo ainda era muito denso. Nuvens de gás teriam sido compactadas a ponto de criar estes buracos negros imensos, com massa equivalente a algumas dezenas de massas solares, pelo menos.

LIGO

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Matéria escura e PBHs

A equipe de físicos da Universidade Johns Hopkins resolveu fazer os cálculos para verificar a possibilidade dos buracos negros da primeira detecção serem PBHs por causa das suas massas, de 36 e 29 massas solares, valores atípicos para buracos negros estelares.

Com muita massa para serem buracos negros estelares e muito pouca massa para serem os buracos negros no centro de galáxias, estes dois buracos negros seriam candidatos ideais para a matéria escura, que faz 85% de toda matéria do universo.

A hipótese de que a matéria escura poderia ser os PBHs já é antiga, mas ela nunca ganhou muita força por que não haviam muitas evidências da existência deste tipo de buracos negros.

Isso até agora, segundo estes físicos, já que o LIGO teria encontrado uma evidência da colisão de dois destes buracos negros.

Mas mesmo com os cálculos dando “certo”, os cientistas estão cautelosos em afirmar que realmente se trate de PBHs ou mesmo uma “assinatura” da matéria escura.

Um dos autores do estudo, o professor Mark Kamionkowski, afirmou: “Não estamos propondo que esta seja a matéria escura. Não vamos apostar a casa. É um argumento pela plausibilidade”.

Serão necessárias mais observações do LIGO e outras evidências para dar força a esta hipótese, incluindo mais detecções como a que foi anunciada em fevereiro. Isto poderia sugerir uma abundância de objetos com aquela massa.

“Se você tiver um monte de eventos com 30 massas [solares], vai ter que ter uma explicação”, falou Ely D. Kovetz, que participou do trabalho. Ele completou apontando que a descoberta de que as ondas gravitacionais podem estar conectadas à matéria escura está criando muita agitação entre os astrofísicos. [ScienceAlert,  PhysOrg, Universidade Johns Hopkins]

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