Buracos negros mais massivos do que galáxias inteiras não são um componente importante da misteriosa matéria escura que se acredita constituir a maior parte da matéria do cosmos, descobriu um novo estudo.
Durante décadas, para explicar por que galáxias não giram nas velocidades em que giram, os cientistas sugeriram a existência de uma substância invisível conhecida como matéria escuracuja atração gravitacional ajuda a manter as galáxias unidas. Acredita-se que a matéria escura represente cerca de cinco sextos de toda a matéria existente o universo.
No entanto, muito permanece desconhecido sobre a matéria escura – incluindo se ela realmente existe ou não. Buracos negros são bons candidatos potenciais à matéria escura, uma vez que são extremamente massivos e difíceis de detectar nas profundezas escuras do espaço.
No novo estudo, os pesquisadores investigaram se a matéria escura poderia ser composta de “buracos negros estupendamente grandes,” aqueles com massas maiores que 100 bilhões de vezes a massa do sol. Buracos negros estupendamente grandes, com massa superior a 1 milhão de bilhões a 10 milhões de bilhões de sóis, seriam mais pesados do que galáxias inteiras.
Até agora, os astrônomos não detectaram nenhum buraco negro estupendamente grande – atualmente, o maior buraco negro conhecido pode pesar cerca de 36 bilhões de sóis. Uma vez que os investigadores não observaram nenhuma, mesmo depois de observarem muitas galáxias, o novo estudo observou que não podem constituir toda a matéria escura — mas os membros da equipa questionaram-se se os objetos exóticos ainda poderiam constituir uma porção significativa da substância intrigante.
Muitas vezes, a matéria escura é considerada “como uma poeira fina espalhada por toda parte”, disse ao Space.com o co-autor do estudo Christopher Gerlach, físico teórico do Instituto de Física Teórica de Mainz, na Alemanha. No entanto, se a matéria escura estiver compactada num punhado de objetos gigantescos, como buracos negros estupendamente grandes, “o universo torna-se granulado em escalas muito grandes. E podemos verificar isso.”
Especificamente, os cientistas analisaram a luz do alvorecer do universo, disse o co-autor do estudo Yann Gouttenoire, físico teórico do Instituto de Física Teórica de Mainz, ao Space.com.
Durante os primeiros 380.000 anos após a Big Bango cosmos foi preenchido com um plasma quente no qual a luz ficou presa. Eventualmente, a expansão do universo deixou o cosmos esfriar o suficiente para que o plasma se dissipasse em grande parte e formasse átomos. Isto, por sua vez, permitiu que a luz brilhasse livremente, “e essa luz ainda chega hoje”, explicou Gerlach. “Chamamos isso de fundo cósmico de microondasum instantâneo do universo infantil cobrindo todo o céu.”
A temperatura da radiação cósmica de fundo “varia de lugar para lugar em cerca de uma parte em 100.000”, disse o co-autor do estudo Antonio Iovino, físico teórico da Universidade de Nova York, Abu Dhabi, nos Emirados Árabes Unidos, ao Space.com. “Esse padrão nos diz como a matéria se espalhava naquela época.”
A análise da radiação cósmica de fundo em micro-ondas revelou que ela não é granulada da maneira estupenda que os buracos negros teriam feito. “Portanto, esses buracos negros não podem ser uma parte significativa da matéria escura”, disse Nicholas Leister, físico teórico do Instituto de Física Teórica de Mainz, ao Space.com.
Os investigadores alertaram que as novas descobertas não sugerem que buracos negros estupendamente grandes não possam existir, apenas que não constituem uma fracção importante da matéria escura. Eles acrescentaram que outro candidato à matéria escura – buracos negros relativamente pequenos do tamanho de asteróides – pode potencialmente existir. Eles estão agora investigando se podem descartar esses pequenos buracos negros como um dos principais constituintes da matéria escura.
O detalhe dos cientistas suas descobertas em um estudo que será publicado em 26 de outubro na revista Physical Review Letters.
