Traduzido por Julio Batista
Original de Universidade de Educação de Hong Kong
A matéria escura não emite ou reflete luz, nem interage com forças eletromagnéticas, tornando-a excepcionalmente difícil de detectar. No entanto, uma equipe de pesquisa da Universidade de Educação de Hong Kong (EdUHK) provou que existe uma quantidade substancial de matéria escura ao redor dos buracos negros. Os resultados do estudo foram publicados na revista The Astrophysical Journal Letters.
A equipe selecionou dois buracos negros próximos (A0620-00 e XTE J1118+480) como objetos de pesquisa, ambos considerados como sistemas binários. Ou seja, cada um dos buracos negros tem uma estrela companheira orbitando-o. Com base nas órbitas das estrelas companheiras, as observações indicam que suas taxas de decaimento orbital são de aproximadamente um milissegundo (1 ms) por ano, o que é cerca de 50 vezes maior do que a estimativa teórica de cerca de 0,02 ms por ano.
Para examinar se existe matéria escura ao redor dos buracos negros, a equipe do EdUHK aplicou o “modelo dinâmico de fricção da matéria escura” – uma teoria amplamente aceita na academia – aos dois sistemas binários escolhidos, por meio de simulações de computador. A equipe descobriu que o rápido decaimento orbital das estrelas companheiras corresponde precisamente aos dados observados.
Notavelmente, esta é uma evidência indireta de que a matéria escura em torno dos buracos negros pode gerar fricção dinâmica significativa, diminuindo a velocidade orbital das estrelas companheiras.
As descobertas, que verificaram uma hipótese teórica formulada no final do século 20, representam um avanço na pesquisa da matéria escura. De acordo com a hipótese, a matéria escura próxima o suficiente dos buracos negros seria engolida, deixando os remanescentes para serem redistribuídos. O processo acaba formando um “pico de densidade” ao redor dos buracos negros.
O Dr. Chan Man-ho, professor associado no Departamento de Ciências e Estudos Ambientais e autor principal do estudo, explicou que uma densidade tão alta de matéria escura criaria atrito dinâmico com a estrela companheira, de forma semelhante à força de arrasto.
“Este é o primeiro estudo a aplicar o ‘modelo de atrito dinâmico’ em um esforço para validar e provar a existência de matéria escura ao redor dos buracos negros”, disse ele. “O estudo fornece uma nova direção importante para futuras pesquisas sobre matéria escura”.
O Dr. Chan mencionou ainda que estudos anteriores, que se baseavam principalmente em raios gama e detecção de ondas gravitacionais para examinar a presença de matéria escura, dependiam da ocorrência de eventos raros, como a fusão de dois buracos negros. Segundo ele, isso pode exigir um tempo de espera prolongado dos astrônomos.
A nova abordagem adotada pela equipe EdUHK, no entanto, não será mais limitada por isso. Ele acrescentou: “somente na Via Láctea, existem pelo menos 18 sistemas binários semelhantes aos nossos objetos de pesquisa, que podem fornecer informações ricas para ajudar a desvendar o mistério da matéria escura”.
