A natureza da matéria escura, que aparentemente constitui 80% da massa das partículas do universo, ainda é um dos grandes mistérios não resolvidos das ciências atuais. A falta de evidências experimentais, o que poderia nos permitir identificá-lo com uma ou outra das novas partículas elementares previstas pelos teóricos, bem como a recente descoberta de ondas gravitacionais provenientes da fusão de dois buracos negros (com massa cerca de 30 vezes a do Sol) pelo LIGO (Observatório de Ondas Gravitacionais de Interferômetro a Laser) reavivaram o interesse na possibilidade de que a matéria escura possa assumir a forma de buracos negros primordiais com massas entre 10 e 1000 vezes a do sol.

Buracos negros primordiais, que teria se originado em flutuações de alta densidade da matéria durante os primeiros momentos do Universo, são em princípio muito interessantes. Ao contrário daqueles que se formam a partir de estrelas, cuja abundância e massas são limitadas por modelos de formação e evolução estelar, buracos negros primordiais poderiam existir com uma ampla gama de massas e abundâncias. Eles seriam encontrados nos halos de galáxias, e o encontro ocasional entre dois deles com massa 30 vezes maior que a do Sol, seguido por uma fusão subsequente, pode ter dado origem às ondas gravitacionais detectadas pelo LIGO.

"Efeito de microlente"

Se houvesse um número apreciável de buracos negros nos halos das galáxias, alguns deles interceptam a luz que vem em nossa direção de um quasar distante. Por causa de seus fortes campos gravitacionais, sua gravidade poderia concentrar os raios de luz, e causar um aumento no brilho aparente do quasar. Este efeito, conhecido como "microlente gravitacional" é maior quanto maior for a massa do buraco negro, e a probabilidade de detectá-lo seria maior quanto maior fosse a presença desses buracos negros. Portanto, embora os próprios buracos negros não possam ser detectados diretamente, eles seriam detectados por aumentos no brilho dos quasares observados.

Partindo desse pressuposto, um grupo de cientistas usou o efeito de microlente em quasares para estimar o número de buracos negros primordiais de massa intermediária nas galáxias. O estudo, liderado pelo pesquisador do Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) e da Universidade de La Laguna (ULL), Evencio Mediavilla Gradolph, mostra que estrelas normais como o Sol causam os efeitos de microlente, descartando assim a existência de uma grande população de buracos negros primordiais com massa intermediária.

Simulações de computador

Usando simulações de computador, eles compararam o aumento do brilho, na luz visível e em raios-X, de 24 quasares distantes com os valores previstos pelo efeito de microlente. Eles descobriram que a intensidade do efeito é relativamente baixa, como seria de esperar de objetos com uma massa entre 0,05 e 0,45 vezes a do Sol, e bem abaixo dos buracos negros de massa intermediária. Além disso, eles estimaram que essas microlentes formam cerca de 20% da massa total de uma galáxia, equivalente à massa esperada para ser encontrada nas estrelas. Então, seus resultados mostram que, com alta probabilidade, são estrelas normais e não buracos negros primordiais de massa intermediária que são responsáveis ​​pela microlente observada.

"Este estudo implica", diz Evencio Mediavilla, “que não é de todo provável que buracos negros com massas entre 10 e 100 vezes a massa do Sol constituam uma fração significativa da matéria escura”. Por essa razão, os buracos negros cuja fusão foi detectada pelo LIGO foram provavelmente formados pelo colapso de estrelas, e não eram buracos negros primordiais ".

Os astrônomos participantes desta pesquisa incluem Jorge Jiménez-Vicente e José Calderón-Infante (Universidade de Granada) e José A. Muñoz Lozano, e Héctor Vives-Arias, (Universidade de Valência).