A matéria escura pode produzir fracos flashes de luz ao interagir com pequenos buracos negros, sugerem novas pesquisas teóricas. Esses flashes poderão um dia ajudar os cientistas a localizar e estudar a matéria misteriosa, que até agora permaneceu invisível.
Matéria escura constitui a grande maioria da massa de quase todas as galáxias do universo, mas sua natureza exata ainda escapa aos cientistas. Tem gravidade, mas não interage com a luz nem produz luz própria, por isso só temos provas circunstanciais da sua existência através das suas interacções gravitacionais com todo o resto.
Nestas circunstâncias, os investigadores estão desesperados para inventar qualquer cenário que possa tornar a matéria escura mais visível. Então por que não usar buracos negros? Parece uma pergunta ridícula: como é que os buracos negros, que devoram qualquer luz que se aproxima demasiado deles, podem fazer brilhar a matéria escura? Mas os pesquisadores criaram um cenário que pode tornar isso possível. Eles relataram suas descobertas em 20 de setembro no banco de dados de pré-impressão arXiv. (As descobertas não foram revisadas por pares).
Os investigadores assumem que a matéria escura pode, em princípio, interagir com a matéria normal (e produzir luz no processo), mas, por alguma razão, normalmente não o faz. Talvez a interação exija uma certa quantidade de energia que simplesmente não está disponível ou é proibida sem que uma partícula mediadora faça o trabalho. Os buracos negros poderiam fornecer o caminho necessário para superar essas barreiras e fazer com que a matéria escura se iluminasse.
Mas nem qualquer buraco negro resolverá o problema, apenas os ultraminúsculos buracos negros primordiais. Esses buracos negros não são restos de estrelas gigantes, mas restos de eras caóticas do universo extremamente primitivo, onde a matéria e a energia se comprimiram espontaneamente para produzi-los. Os buracos negros primordiais foram levantados pela primeira vez por Stephen Hawking, mas as observações até agora não conseguiram encontrar nenhum. Se existirem, são extremamente incomuns.
Como todos os buracos negros, os buracos negros primordiais evaporariam a radiação Hawking, um estranho efeito quântico descoberto por Stephen Hawking no qual partículas virtuais surgem perto da borda de um buraco negro e algumas conseguem escapar. Quanto menor o buraco negro, mais radiação ele emite. Portanto, buracos negros primordiais com aproximadamente a massa de um asteróide estariam emitindo bastante radiação nos dias atuais. universo.
Esta radiação emitida pelos buracos negros não é apenas pacotes de luz ou fótons. É quase todo tipo de partícula, incluindo partículas de matéria escura. À medida que os buracos negros primordiais se decompõem, emitem partículas de matéria escura que energizam quaisquer partículas de matéria escura ambientais na sua vizinhança, desencadeando uma cascata que pode libertar brevemente luz visível.
Os pesquisadores prevêem que esses sinais normalmente estarão na forma de raio gama pisca. Eles são fracos demais para serem detectados pelos experimentos atuais, mas futuros observatórios, como NASA'O proposto All-sky Medium Energy Gamma-ray Observatory eXplorer (AMEGO-X) pode ter a sensibilidade e a resolução necessárias para encontrar esses tipos de sinais.
