Estudo recente publicado nesta quarta-feira (8/4) revela partícula que pode comprovar a explosão de um buraco negro primordial. Corpos celestes deste tipo são estruturas ancestrais raras que teriam nascido logo após o Big Bang, antes do nascimento da maioria das estrelas.
A prova da morte deste colosso foi captada em 2023; desde então, uma equipe de pesquisadores da University of Massachusetts Amherst tem estudado o evento e traçado suas causas. O estudo revela que o pequeno neutrino energizado pode esbarrar em questões centrais da física, como a Radiação Hawking e a Matéria Escura.
O que foi observado?
O ponto de partida está no detector KM3NeT, instalado no mar Mediterrâneo. Foi ali que pesquisadores registraram um sinal associado a um neutrino de energia tão alta que escapava das explicações mais aceitas para esse tipo de partícula cósmica.
O registro saiu de um telescópio submarino que observa flashes de luz produzidos quando partículas atravessam a água. Esse método não vê o neutrino diretamente, mas reconstrói sua passagem a partir do rastro deixado no detector.
Neutrinos quase não interagem com a matéria, atravessando-a sem reações físico-químicas. Por isso, costumam atravessar o universo inteiro sem desviar nem perder força. Quando um deles aparece com energia fora da curva, ele funciona como um sinal de eventos extremos do cosmos.
Módulo ótico do KM3NeT utilizado na detecção de rastros de neutrinos (Foto: km3net / Wikimedia Commons)Nova hipótese
Os pesquisadores defendem que esse sinal pode ter sido produzido pela explosão de um buraco negro primordial quase extremo, com uma espécie de “carga escura”. A ideia tenta resolver uma contradição que os intrigava.
O problema era simples de entender. Se eventos assim fossem comuns, o IceCube, observatório instalado na Antártida, deveria ter visto algo parecido com mais frequência. O novo modelo sugere que esses objetos liberam energias de forma desigual, o que reduziria esse conflito.
Estrutura da estação-laboratório IceCube (Foto: Christopher Michel / Wikimedia Commons)Além disso, o estudo não ignora as dúvidas deixadas por observações anteriores. Ao incorporar a chamada carga escura, os autores tentam explicar por que o universo não entrega o mesmo padrão de sinais em todos os observatórios, algo que os modelos mais simples não resolviam bem.
“Quanto mais leve é um buraco negro, mais quente ele deve ser e mais partículas vai emitir”
afirmou Andrea Thamm, coautora do trabalho, em comunicado da universidade.
Buracos negros primordiais
Diferentemente dos buracos negros formados no colapso de estrelas, os primordiais são tratados como relíquias do universo inicial. Eles ainda não foram observados de forma direta, mas aparecem em modelos teóricos há décadas e seguem no radar da astrofísica.
Mesmo a observação de buracos negros estelares é difícil e a primeira foto só foi registrada em 2019 (Foto: Event Horizon Telescope / Wikimedia Commons)Se existirem, esses corpos podem ser muito menores e mais quentes que os buracos negros tradicionais. É daí que entra a radiação Hawking que faria até os buracos negros evaporarem, um processo previsto na teoria, mas ainda sem confirmação experimental direta.
Esse ponto é importante porque a busca por objetos do universo inicial não interessa só à astronomia. A comprovação das teorias mencionadas acima poderia, enfim, conciliar as duas principais vertentes teóricas da física: a relatividade geral e a física quântica.
Descobertas assim não servem apenas para alimentar a curiosidade sobre o espaço. Elas ajudam a testar teorias em condições extremas, como já acontece em pesquisas sobre um dos jatos de partículas mais poderosos já observados no Universo, emitido pelo buraco negro M87.