A matéria escura não é composta de minúsculos buracos negros

A matéria escura não é composta de
minúsculos buracos negros

Uma equipe internacional de pesquisadores colocou uma teoria especulada pelo falecido Stephen Hawking em seu teste mais rigoroso até o momento, e seus resultados descartaram a possibilidade de que buracos negros primordiais menores que um décimo de milímetro compõem a maior parte da matéria escura. Detalhes de seu estudo foram publicados na Nature Astronomy desta semana .

Os cientistas sabem que 85 por cento da matéria no Universo é composta de matéria escura. Sua força gravitacional impede que as estrelas em nossa Via Láctea voem separadas. No entanto, as tentativas de detectar partículas de matéria escura usando experimentos subterrâneos, ou experimentos com aceleradores, incluindo o maior acelerador do mundo, o Large Hadron Collider, falharam até agora.

Isso levou os cientistas a considerar a teoria de Hawking de 1974 sobre a existência de buracos negros primordiais, nascidos logo após o Big Bang, e sua especulação de que eles poderiam constituir uma grande fração da matéria escura que os cientistas estão tentando descobrir hoje.

Uma equipe internacional de pesquisadores, liderada pelo Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo Investigador Principal Masahiro Takada, PhD estudante estudante Hiroko Niikura, Professor Naoki Yasuda, e incluindo pesquisadores do Japão, Índia e EUA, usaram o efeito de lente gravitacional para procurar buracos negros primordiais entre a Terra e a galáxia de Andrômeda. A lente gravitacional, efeito primeiramente sugerido por Albert Einstein, manifesta-se como a curvatura dos raios de luz vindos de um objeto distante, como uma estrela, devido ao efeito gravitacional de um objeto massivo interveniente, como um buraco negro primordial. Em casos extremos, essa curvatura da luz faz com que a estrela de fundo pareça muito mais brilhante do que originalmente é.

No entanto, os efeitos de lentes gravitacionais são eventos muito raros, porque requer uma estrela na galáxia de Andrômeda, um buraco negro primordial atuando como lente gravitacional e um observador na Terra exatamente em linha um com o outro. Então, para maximizar as chances de capturar um evento, os pesquisadores usaram a câmera digital Hyper Suprime-Cam no telescópio Subaru, no Havaí, que pode capturar toda a imagem da galáxia de Andrômeda em um único tiro. Levando em conta a rapidez com que se espera que os buracos negros primordiais se movam no espaço interestelar, a equipe tirou várias imagens para ser capaz de capturar o brilho de uma estrela enquanto ela se ilumina por um período de alguns minutos a horas devido às lentes gravitacionais.

De 190 imagens consecutivas da galáxia de Andrômeda tomadas durante sete horas durante uma noite clara, a equipe vasculhou os dados em busca de possíveis eventos de lentes gravitacionais. Se a matéria escura consiste em buracos negros primordiais de uma dada massa, neste caso, massas mais leves que a lua, os pesquisadores esperavam encontrar cerca de 1000 eventos. Mas depois de análises cuidadosas, eles só conseguiram identificar um caso. Os resultados da equipe mostraram que os buracos negros primordiais não podem contribuir com mais de 0,1% de toda a massa de matéria escura. Portanto, é improvável que a teoria seja verdadeira.

Os pesquisadores agora planejam desenvolver mais a análise da galáxia de Andrômeda. Uma nova teoria que eles investigarão é descobrir se os buracos negros binários descobertos pelo detector de ondas gravitacionais LIGO são, na verdade, buracos negros primordiais.

Artigo:

Hiroko Niikura, Masahiro Takada, Naoki Yasuda, Robert H. Lupton, Takahiro Sumi, Surhud More, Toshiki Kurita, Sunao Sugiyama, Anupreeta More, Masamune Oguri, Masashi Chiba. Microlensing constraints on primordial black holes with Subaru/HSC Andromeda observations. Nature Astronomy, 2019; DOI: 10.1038/s41550-019-0723-1

Fonte:

www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190402113042.htm

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