Um sinal incomum detectado pelo Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) reacendeu as esperanças de que buracos negros primordiais, até então considerados apenas teóricos, possam ser confirmados. Essa descoberta potencial pode elucidar um dos maiores mistérios da astronomia: a natureza da matéria escura.

Pesquisadores da Universidade de Miami, liderados pelo professor associando Nico Cappelluti e o estudante de doutorado Alberto Magaraggia, acreditam que a detecção recente de uma onda gravitacional pode trazer mais informações sobre esses antigos objetos. Os buracos negros primordiais teriam se formado durante os primeiros instantes após o Big Bang, antes mesmo da existência das primeiras estrelas ou galáxias.

O que são buracos negros primordiais?

Os buracos negros primordiais são hipotéticos e poderiam variar em tamanho, desde corpos comparáveis a asteroides até entidades muito maiores. Apesar de até hoje não terem sido confirmados, os cientistas acreditam que sua existência poderia responder a perguntas fundamentais sobre o universo, em especial sobre a matéria escura, que representa cerca de 85% de toda a matéria e exerce a força gravitacional que mantém as galáxias unidas.

“Acreditamos que nosso estudo ajudará a confirmar que eles realmente existem”, afirmou Cappelluti. A pesquisa deles se baseia em um alerta automático emitido pelo LIGO em novembro, que indicou uma fusão onde pelo menos um dos objetos parecia ter menos de uma massa solar. Essa característica é difícil de explicar com a evolução estelar convencional e pode sugerir a presença de um buraco negro primordial.

Desafios e controvérsias na detecção

Embora as conclusões dos pesquisadores sejam promissoras, nem todos os especialistas estão convencidos. Alguns astrofísicos levantaram a possibilidade de que o sinal detectado seja apenas ruído nos sensores altamente sensíveis do LIGO, em vez de uma descoberta significativa.

Cappelluti e Magaraggia argumentam que o objeto detectado é mais bem explicado como um buraco negro primordial. Para validar essa hipótese, estimaram quantos desses buracos poderiam existir no universo e com que frequência o LIGO deveria detectá-los. “Nossos resultados são encorajadores. Prevemos que buracos negros subsolares, como o que o LIGO pode ter observado, devem ser raros, o que é consistente com a baixa frequência de eventos semelhantes que já foram vistos”, explicou Magaraggia.

Os resultados da pesquisa foram publicados no The Astrophysical Journal e indicam que o sinal do LIGO carece de uma explicação astrofísica convencional, sendo mais compatível com a existência de um buraco negro primordial. “Nossa pesquisa sugere que a explicação mais plausível para o sinal do LIGO é a detecção de um buraco negro primordial, que poderia representar uma parte significativa, senão toda, da matéria escura”, comentou Cappelluti.

Entretanto, ambos os pesquisadores ressaltam que uma única detecção não é suficiente para confirmar a existência desses buracos. Será necessário esperar para ver se o LIGO e seus parceiros internacionais registrarão eventos adicionais que apresentem o mesmo padrão.

LIGO, que possui dois observatórios localizados em Hanford, Washington, e Livingston, Louisiana, junto com o detector Virgo na Itália e o KAGRA no Japão, faz parte da colaboração internacional LVK, que busca buracos negros e regiões do espaço onde a gravidade é tão intensa que nem a luz consegue escapar. Melhorias planejadas para o LIGO aumentarão sua sensibilidade e as chances de detectar mais buracos negros primordiais.