Mini Black Holes descartados como candidatos a matéria escura pela investigação da Voyager 1

Uma explicação longa para a natureza da matéria escura pode ter sido descartada pelas observações feitas pela sonda envelhecida Voyager 1 – a espaçonave mais distante da humanidade.

Rob Lea Blocked Desbloquear Seguir Seguindo 10 de janeiro

A sonda Voyager 1 – lançada em 1977 e atualmente a 21,7 bilhões de quilômetros da Terra depois de deixar o sistema solar seis anos atrás – tem ajudado físicos teóricos a determinar que uma teoria de longa data identificando mini-buracos negros – deixados pelo Big Bang – como matéria escura pode estar incorreta.

Alan Cummings, um cientista espacial do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, que trabalha na Voyager 1 desde 1973 e que não esteve envolvido na análise, ficou surpreso com o uso de dados da sonda desta maneira: “Eu nunca pensei que nós” d ser capaz de contribuir de alguma forma para o estudo da matéria escura. ”

Impressão artística da Voyager 1 (NASA)

Por enquanto a matéria escura foi pensada para existir, alguns astrônomos acreditam que pode ser composto de buracos negros. A teoria é um pouco desfavorável, uma vez que a matéria escura supera a matéria regular no Universo por uma relação de 17: 3, o que significa que não teria havido suficiente colapso de estrelas para criar a quantidade necessária de buracos negros em primeiro lugar.

Isso significa que a conexão deve ser restrita a buracos negros criados no início do Universo pelo colapso de densos aglomerados de partículas antes mesmo que as estrelas se formassem. Isso também significa que esses buracos negros devem ser extremamente pequenos e em pequenos aglomerados ou seus efeitos seriam aparentes da Terra na forma de lentes gravitacionais (quando uma área de intensa gravidade distorce uma região do espaço-tempo na medida em que a luz é dobrada enquanto ele passa por ele).

Bernard Carr, um cosmólogo da Universidade Queen Mary de Londres, que trabalhou na idéia por 40 anos, diz à Science que essas considerações colocam restrições nas possíveis massas para buracos negros primordiais. As três possibilidades que seriam permitidas são; massas entre uma e dez vezes a do sol; cerca de um bilionésimo do sol; ou abaixo de cerca de um quadrilionésimo do sol – 10 bilhões de toneladas métricas. Os menores buracos negros seriam tão largos quanto um núcleo atômico.

Impressão artística de um mini buraco negro

Se esses mini buracos negros estiverem presentes, eles devem irradiar a chamada "radiação Hawking" a uma taxa maior que os buracos negros maiores. Eles também deveriam estar produzindo elétrons e pósitrons devido a efeitos mecânicos quânticos. Embora esta radiação e as partículas carregadas possam não ser perceptíveis dentro do sistema solar devido ao campo magnético do Sol, a heliosfera – deve ser observável de fora do sistema solar.

Portanto, a partir de sua posição fora da heliosfera, a Voyager 1 deve estar em posição privilegiada para detectar essa radiação. Esse é o argumento de Mathieu Boudaud e Marco Cirelli, teóricos da Sorbonne University em Paris, em um artigo publicado na Physical Review Letters.

A localização atual da Voyager 1 fora do sistema solar permite procurar mini buracos negros ( https://theskylive.com/voyager1-tracker acessado em 10/01/19)

Desde que deixou o sistema solar, a Voyager 1 detectou pequenas quantidades de elétrons e pósitrons que poderiam ter sido criados por efeitos da mecânica quântica na borda dos horizontes de eventos dos buracos negros. Mas mesmo que todas essas partículas provenham de miniburacos negros, isso não é suficiente para justificar a quantidade de mini buracos negros necessários para representar 85% da matéria na Via Láctea. Na verdade, Boudard e Cirelli calculam que, na verdade, seria apenas cerca de 1% do conteúdo de matéria escura da Via Láctea.

A falta de detecção não exclui buracos negros primordiais maiores como candidatos à matéria escura, já que estes não produziriam quase a mesma radiação de Hawking ou partículas carregadas e são, portanto, indetectáveis pela Voyager 1.

Por um lado, Carr não está muito perturbado com a descoberta: "Essa janela de baixa massa nunca foi minha favorita, não me incomoda, pessoalmente, se as restrições agora a descartarem."

Pesquisa original: https://arxiv.org/abs/1807.03075

Texto original em inglês.