A explosão de um buraco negro. Os fãs de ficção científica sonham com isso. Mas isso é possível na realidade? Sim, diga o físicos. Eles até estimam que isso acontece uma vez a cada 100 mil anos. Mas, há apenas algumas semanas, uma equipa da Universidade de Massachusetts em Amherst (Estados Unidos) estimou em mais de 90% a probabilidade de uma destas explosões de buracos negros ser observável a partir da nossa Terra nos próximos anos, colocando os nossos instrumentos em alerta.

Astrônomos da Universidade de Massachusetts Amherst (Estados Unidos) estimam que poderemos ter a chance de observar a explosão de um buraco negro primordial na próxima década. © gayuh, Adobe Stock

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Esta seria uma novidade de tirar o fôlego: há 9 em 10 chances de vermos um buraco negro explodir antes de 2035

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Hoje, esses mesmos físicos apresentam, no Cartas de revisão físicaque consideram ser uma prova de que a explosão de um buraco negro já foi registada por um instrumento de última geração: a experiência KM3NeT.

Um neutrino que não deveria existir

Este observatório como nenhum outro é composto por milhares de sensores de luz depositada nas profundezas do Mediterrâneo. Objetivo: detectar neutrinos que, os físicos sabem, interagem muito pouco com a matéria. Tipos de “partículas fantasma” mmas cujo estudo pode informar os investigadores em particular sobre os fenómenos extremos que os produzem no nosso Universo.

Impressão artística do jato de partículas de um quasar, com neutrinos. © Benjamin Amend

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Um misterioso neutrino cósmico observado num detector gigante submerso no Mediterrâneo!

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Foi em fevereiro de 2023 que o experimento KM3NeT registrou um evento de energia muito alta. Um neutrino flertando com 220 petaeletronvolts (PeV). Para se ter uma ideia, saiba que isso é aproximadamente 100 mil vezes mais que a energia da partícula mais energética já produzida pelo Large Collider. hádrons (LHC), o acelerador de partículas mais poderoso do mundo. É colossal!


Aqui, foto tirada durante a montagem de um módulo óptico do experimento KM3NeT que detectou o neutrino estudado por físicos da Universidade de Massachusetts (Estados Unidos). © N. Busser, CNRS

A marca da explosão de um buraco negro primordial?

O problema é que nenhuma fonte conhecida no nosso Universo é, no papel, capaz de produzir tais neutrinos energéticos. Nenhuma fonte conhecida. Mas talvez a explosão de um buraco negro, sugeriram rapidamente pesquisadores da Universidade de Massachusetts. Mais precisamente, a explosão de um desses buracos negros que chamam “buraco negro primordial quase extremo”.

Para entender, devemos lembrar que os buracos negros se formam quando um estrela enorme está chegando ao fim de sua vida. Uma vez que é combustível exausto, ele implode em um supernova de terrível poder. Para trás, deixa uma região onde o gravidade é tão intenso que nada pode escapar. Nem mesmo a luz. Esses buracos negros são extremamente massivos e estáveis.

O famoso físico Stephen Hawking havia considerado a existência de outro tipo de buraco negro: os buracos negros primordiais. Eles não precisariam esperarcolapso de uma estrela massiva se formar. Para eles, as condições que reinaram no nosso Universo logo após o Big Bang seria suficiente. Resultado: eles seriam muito mais leves que os buracos negros mais clássicos. E seria provável que, se a sua temperatura fosse suficiente, emitisse lentamente partículas na forma de um Radiação Hawking». É da explosão deste tipo de buraco negro que os investigadores da Universidade de Massachusetts em Amherst já falavam há algumas semanas. Estimando que poderemos registrar um apenas a cada 10 anos.

De um neutrino impossível à matéria escura

Então, aqui estamos quase no fim da história desse neutrino ultraenergético detectado em fevereiro de 2023. O que ainda precisamos saber é Andrea Thamm, física da Universidade de Massachusetts em Amherst, que explica isso em um comunicado à imprensa. “À medida que os buracos negros primordiais evaporam, tornam-se cada vez mais leves e, portanto, mais quentes, emitindo cada vez mais radiação num processo de fuga até à explosão. » Mas então, se as explosões de buracos negros primordiais ocorrem com tanta regularidade, como é que os nossos detectores só registaram até agora um neutrino ultraenergético?

Para explicar isso, os físicos destacam outra estranheza de sua invenção: buracos negros primordiais quase extremos. Buracos negros primordiais como os descritos por Stephen Hawking, mas com uma misteriosa “carga escura”. Entenda, uma cópia da nossa força elétrica animada por uma versão hipotética e muito pesada da nossa elétron. “Nosso modelo é mais complexo do que os de simples buracos negros primordiais. Mas pode explicar a origem do neutrino registrado pelo experimento KM3NeT”garante Michael Baker, coautor do estudo.


Esta impressão artística mostra o nosso Universo primordial, repleto de pequenos buracos negros. © Centro de Voo Espacial GoddardNASA

Segundo físicos da Universidade de Massachusetts, esse modelo seria capaz até de resolver o mistério da matéria escura. Na verdade, se a sua hipótese de carga escura for comprovada, poderá haver uma população significativa de buracos negros primordiais. O suficiente para explicar toda a matéria escura que falta no nosso Universo.

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