Será que os buracos negros formaram-se imediatamente após o Big Bang?

Como é que os buracos negros se formaram? O que é a matéria escura? Num modelo alternativo da formação do Universo, em comparação com a história presente nos livros escolares, uma equipa de astrónomos propõe que ambos estes mistérios cósmicos podem ser explicados pelos chamados “buracos negros primordiais”.

Nico Cappelluti (Universidade de Miami), Günther Hasinger (Diretor Científico da ESA) e Priyamvada Natarajan (Universidade de Yale), sugerem que os buracos negros existem desde o início do Universo – e que estes buracos negros primordiais podem, eles próprios, ser a ainda não explicada matéria escura. O novo estudo foi aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal.

“Os buracos negros de diferentes tamanhos continuam a ser um mistério. Não compreendemos como é que os buracos negros supermassivos podem ter crescido tanto no relativamente curto espaço de tempo disponível desde a existência do Universo,” explica Günther Hasinger.

No outro extremo da escala, podem haver também buracos negros muito pequenos, como sugerido por observações do Gaia da ESA, por exemplo. Se existirem, são demasiado pequenos para se terem formado a partir de estrelas moribundas.

“O nosso estudo mostra que sem introduzir novas partículas ou nova física, podemos resolver mistérios da cosmologia moderna desde a própria natureza da matéria escura até à origem dos buracos negros supermassivos,” diz Nico Cappelluti.

Se a maioria dos buracos negros se formasse imediatamente após o Big Bang, poderiam ter começado a fundir-se no Universo inicial, formando cada vez mais buracos negros massivos ao longo do tempo. O LISA, o futuro observatório de ondas gravitacionais da ESA, poderá captar os sinais dessas fusões caso existam buracos negros primordiais. Os pequenos buracos negros podem ser simplesmente os buracos negros primordiais que ainda não se fundiram em buracos negros maiores.

De acordo com este modelo, o Universo estaria repleto de buracos negros. As estrelas começariam a formar-se à volta destes aglomerados de “matéria escura”, criando sistemas solares e galáxias ao longo de milhares de milhões de anos. Se as primeiras estrelas, de facto, se formaram em torno de buracos negros primordiais, existiram mais cedo no Universo do que é esperado pelo modelo “padrão”.

“Os buracos negros primordiais, se é que existem, podem muito bem ser as sementes a partir das quais todos os buracos negros se formam, incluindo o que se encontra no centro da Via Láctea,” diz Priyamvada Natarajan.

A missão Euclid da ESA, que vai examinar o Universo escuro com mais detalhe do que nunca, poderá desempenhar um papel na busca por identificar buracos negros primordiais como candidatos à matéria escura.

O Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, uma “máquina do tempo” cósmica que observa mais de 13 mil milhões de anos, irá lançar mais luz sobre este mistério.

“Se as primeiras estrelas e galáxias já se formavam na chamada ‘idade das trevas’, o Webb deverá ser capaz de evidências disso,” acrescenta Günther.

// ESA (comunicado de imprensa)
// Universidade de Miami (comunicado de imprensa)
// Universidade de Yale (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv.org)

Saiba mais:

Buracos negros:
Wikipedia
Buraco negro primordial (Wikipedia)

Matéria escura:
Wikipedia

Universo:
A expansão acelerada do Universo (Wikipedia)
Universo (Wikipedia)
Idade do Universo (Wikipedia)
Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)
Big Bang (Wikipedia)
Cronologia do Big Bang (Wikipedia)
Modelo Lambda-CDM (Wikipedia)
Indicadores de distâncias cósmicas (Wikipedia)
“Escada” de distâncias cósmicas (Wikipedia)

LISA:
Página oficial
ESA
NASA
Wikipedia

Euclid:
ESA
Wikipedia

JWST (Telescópio Espacial James Webb):
NASA
STScI
STScI (website para o público)
ESA
Wikipedia
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