Pesquisadores da Universidade de Yangtze, na China, apresentaram uma técnica pioneira para revelar buracos negros de massa intermediária, considerados o elo perdido da hierarquia cósmica. O estudo, liderado pelo astrofísico Huan Zhou, utiliza assinaturas de microlentes gravitacionais em rajadas rápidas de rádio para identificar esses objetos indetectáveis por décadas.
A equipe analisou dados do radiotelescópio canadense CHIME e encontrou duas assinaturas promissoras. As massas estimadas variam entre 539 e 609 massas solares e entre 1544 e 2571 massas solares, encaixando-se na faixa teórica dos buracos negros intermediários.
Esses objetos sempre representaram um enigma para a astrofísica por preencherem a lacuna entre buracos negros estelares e supermassivos. Enquanto os estelares nascem do colapso de estrelas massivas e os supermassivos ocupam centros galácticos, os intermediários nunca haviam sido confirmados observacionalmente.
A técnica de microlente gravitacional funciona como uma lupa cósmica natural. Ela amplifica e distorce a luz de objetos distantes quando um corpo massivo passa entre eles e o observador. Nas rajadas rápidas de rádio, os pulsos ultracurtos apresentariam ecos sobrepostos em suas curvas de luz ao serem interceptados por um buraco negro intermediário.
Segundo reportagem publicada na plataforma científica Phys.org, os pesquisadores identificaram assinaturas de lente gravitacional em rajadas com estruturas de múltiplos picos. Essas estruturas são as candidatas mais prováveis para conter sinais de microlente, pois o eco gravitacional se sobrepõe ao sinal original.
Uma descoberta intrigante do estudo revela que os dois buracos negros candidatos parecem estar isolados. Sem estruturas galácticas ou aglomerados ao longo da linha de visão, levanta-se a hipótese de que possam ser buracos negros primordiais, formados nas condições exóticas do universo primordial após o Big Bang.
Muitos cientistas consideram os buracos negros primordiais como possíveis constituintes da matéria escura. Este componente misterioso responde por cerca de 85% da massa do universo. Se confirmados como primordiais, os dois candidatos representariam aproximadamente 4% da matéria escura em suas faixas de massa.
Mesmo que as assinaturas detectadas não sejam eventos reais de lente gravitacional, os resultados impõem restrições valiosas. Nesse cenário, a abundância de buracos negros primordiais com massas superiores a 300 massas solares ficaria limitada a cerca de 13% da matéria escura com 95% de confiança.
O CHIME, telescópio responsável pelo catálogo utilizado no estudo, representa um avanço na radioastronomia moderna. Com capacidade de mapear o céu inteiro diariamente, o instrumento canadense foi projetado originalmente para mapear a distribuição de hidrogênio no universo, mas revelou-se excepcional para capturar rajadas rápidas de rádio.
Os pesquisadores destacam que a confirmação definitiva desses candidatos exige melhor compreensão dos mecanismos de emissão das rajadas. É crucial descartar a possibilidade de que processos intrínsecos de emissão possam imitar assinaturas de lente gravitacional.
A pesquisa, disponível no servidor de preprints arXiv, representa um avanço significativo. As rajadas rápidas de rádio podem se transformar em laboratórios cósmicos para testar a gravidade em campos extremos. Os buracos negros de massa intermediária seriam objetos ideais para investigar regiões de espaço-tempo severamente distorcidas.
O estudo de Zhou e sua equipe não apenas propõe um método engenhoso para resolver um dos maiores mistérios da astrofísica. Ele conecta a busca por buracos negros intermediários com questões fundamentais sobre a natureza da matéria escura e a física do universo primordial, abrindo nova janela observacional para o cosmos.
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