Buracos negros minúsculos e muito antigos poderiam atravessar o nosso Sistema Solar com uma frequência de até uma vez por década, segundo um estudo recente. A proposta para encontrá-los é procurar uma pequena oscilação na órbita de Marte - algo que também pode ajudar a esclarecer a matéria escura.
O que são buracos negros primordiais (BNPs)
Os buracos negros primordiais (BNPs) são objetos hipotéticos que podem ter surgido no primeiro segundo após o Big Bang, quando bolsões extremamente densos de matéria ionizada colapsaram. Ao longo de 13,8 mil milhões de anos, eles teriam-se espalhado por todo o cosmos.
Se a ideia de massas invisíveis que permeiam o Universo e só se manifestam pela gravidade soa familiar, não é por acaso: os BNPs estão entre os principais candidatos a explicar a matéria escura.
Com que frequência um BNP passaria perto de nós
Um grupo de físicos nos Estados Unidos estimou com que regularidade esses objetos poderiam “passar por aqui”, usando como base a distribuição esperada de matéria escura numa determinada região do espaço.
O cálculo indica que um buraco negro primordial - com a massa de um asteroide comprimida num volume comparável ao de um único átomo - deveria atravessar a zona interna do Sistema Solar aproximadamente uma vez a cada 10 anos.
A oscilação na órbita de Marte como pista
Mesmo sem ser visível diretamente, um visitante desses deixaria sinais. A equipa concluiu que, se um BNP passasse a cerca de 450 milhões de quilómetros de Marte (aproximadamente 280 milhões de milhas), provocaria uma oscilação detetável na órbita do planeta vermelho.
A variação seria pequena: algo em torno de 1 metro ao longo de 10 anos. Ainda assim, seria suficiente para os instrumentos, porque a distância entre a Terra e Marte pode ser medida com precisão da ordem de 10 centímetros.
Da pergunta hipotética às simulações no Sistema Solar
O trabalho começou com uma pergunta hipotética e bem-humorada: o que aconteceria se um BNP passasse “raspando” por uma pessoa? O autor principal, o astrofísico Tung Tran, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), estimou de forma aproximada que, se um desses objetos passasse a menos de 1 metro de si, você seria arremessado cerca de 6 metros em 1 segundo.
Embora esse cenário seja extremamente improvável, ele levou o grupo a investigar de que maneira um BNP a atravessar o Sistema Solar afetaria planetas e luas.
"Extrapolámos para ver o que aconteceria se um buraco negro passasse pela Terra e fizesse a Lua oscilar um bocadinho", diz Tung.
"Os números que obtivemos não eram muito claros. Há muitas outras dinâmicas no Sistema Solar que poderiam agir como algum tipo de atrito, fazendo a oscilação perder força."
Diante disso, os pesquisadores simularam os efeitos de uma passagem de BNP por Mercúrio, Vénus e Marte, para verificar se as oscilações seriam mais fáceis de identificar. Entre os três, Marte ofereceu o sinal mais limpo - em grande parte por ser um planeta intensamente monitorizado.
Por que um BNP não se parece com um asteroide a passar
A pergunta óbvia é: se um BNP com a massa de um asteroide pode causar esse efeito, então qualquer rocha espacial que passe perto também não causaria algo semelhante? Em parte, sim - mas com uma assinatura diferente.
Asteroides movem-se relativamente devagar e tendem a permanecer no mesmo disco em torno do Sol em que orbitam os planetas, o que faz com que as interações ocorram em escalas de tempo mais longas. Já um buraco negro primordial atravessa o Sistema Solar vindo de qualquer direção, a velocidades que podem chegar a 200 quilómetros por segundo. Por serem rápidas, essas interações destacam-se como um “ponto” bem definido no tempo.
Ainda assim, para entender melhor essas dinâmicas, serão necessárias simulações mais detalhadas, com mais objetos incluídos.
"Precisamos de tanta clareza quanto possível sobre os fundos esperados, como as velocidades e distribuições típicas das rochas espaciais comuns, versus esses buracos negros primordiais", afirma o físico do MIT David Kaiser.
"Felizmente para nós, os astrónomos acompanham rochas espaciais comuns há décadas enquanto elas atravessam o nosso Sistema Solar, então poderíamos calcular propriedades típicas das suas trajetórias e começar a compará-las com os tipos muito diferentes de caminhos e velocidades que os buracos negros primordiais deveriam seguir."
Naturalmente, nem sequer sabemos ao certo se buracos negros primordiais existem. Mas, com mais trabalho, é possível que os astrónomos tenham sorte, detetem uma oscilação marciana e desatem um dos maiores mistérios da cosmologia.
A pesquisa foi publicada na revista Physical Review D.
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