p A teoria de que a matéria escura poderia ser feita de buracos negros primordiais com uma fração de milímetro de tamanho foi descartada por uma equipe de pesquisadores liderada pelo Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo (Kavli IPMU). p Em 1974, o físico Stephen Hawking descreveu como os buracos negros primordiais poderiam ter se formado em uma fração de segundo após o Big Bang. Os buracos negros primordiais podem ter massas que variam de uma pequena partícula a 100, 000 vezes o nosso sol. Em contraste, buracos negros supermassivos detectados por observações astronômicas começaram a se formar pelo menos centenas de milhares de anos depois, e são milhões ou bilhões de vezes maiores que o nosso sol. Uma vez que buracos negros primordiais de qualquer tamanho não foram detectados, eles têm sido um candidato intrigante para a indescritível matéria escura.

p Pelo que sabemos atualmente, a matéria bariônica representa apenas 5% de toda a matéria do universo. O resto é matéria escura (27 por cento) ou energia escura (68 por cento), ambos os quais ainda não foram detectados fisicamente. Mas os pesquisadores estão confiantes de que a matéria escura existe porque podemos ver seu efeito em nosso universo. Sem a força gravitacional da matéria escura, as estrelas em nossa Via Láctea estariam se afastando.

p Para testar a teoria de que os buracos negros primordiais, especificamente aqueles sobre a massa da lua ou menos, pode ser matéria escura, Pesquisadores do IPMU de Kavli, Masahiro Takada, Naoki Yasuda, Hiroko Niikura e colaboradores do Japão, A Índia e os EUA procuraram esses minúsculos buracos negros entre a Terra e a Galáxia de Andrômeda, a galáxia vizinha mais próxima da Via Láctea, 2,5 milhões de anos-luz de distância.

p "O que me deixou interessado neste projeto foi o tremendo impacto que ele teria na descoberta da natureza da matéria escura, "diz Niikura." Descobrir buracos negros primordiais seria uma conquista histórica. Mesmo um resultado negativo seria uma informação valiosa para os pesquisadores montarem o cenário de como o universo começou. "

p Para procurar buracos negros, a equipe usou o efeito de lente gravitacional. As lentes gravitacionais foram explicadas pela primeira vez por Albert Einstein, que disse que era possível para uma imagem de um objeto distante, como uma estrela, para ficar distorcido devido ao efeito gravitacional de um objeto massivo entre a estrela e a Terra. A gravidade do objeto massivo pode agir como uma lente de aumento, dobrando a luz da estrela e fazendo-a parecer mais brilhante ou distorcida para os observadores humanos na Terra.

p Porque uma estrela, um buraco negro e a Terra estão em constante movimento no espaço interestelar, uma estrela ficaria gradualmente mais brilhante, em seguida, mais escuro para observadores na Terra, à medida que se move ao longo do caminho de uma lente gravitacional. Assim, os pesquisadores capturaram 190 imagens consecutivas de toda a Galáxia de Andrômeda, graças à câmera digital Hyper Suprime-Cam no telescópio Subaru no Havaí. Se a matéria escura é feita de buracos negros primordiais e, nesse caso, os mais leves que a lua, os pesquisadores esperavam encontrar 1, 000 microlentes gravitacionais. Eles calcularam esta estimativa assumindo que a matéria escura em todo o halo da galáxia é composta de buracos negros primordiais, e levando em consideração o número de estrelas na Galáxia de Andrômeda que poderiam ser afetadas por um buraco negro primordial, e, finalmente, as chances de seu equipamento capturar um evento de microlente gravitacional.

p O telescópio fotografou 90 milhões de estrelas. Demorou dois anos para a equipe filtrar todos os ruídos e eventos de lentes não gravitacionais dos dados. No fim, eles puderam identificar apenas uma estrela que brilhou e depois escureceu - sugerindo um possível buraco negro primordial - o que significa que é improvável que eles constituam toda a matéria escura.

p Mesmo assim, Niikura explica que ainda há muito a aprender sobre os buracos negros primordiais. Os pesquisadores apenas desmascararam a teoria para uma massa específica:buracos negros com uma massa semelhante ou menor que a lua. Estudos anteriores descartaram outras massas, ou até que ponto eles poderiam explicar a matéria escura. Mas ainda há uma chance de que buracos negros primordiais de tamanhos variados possam estar lá fora. A abordagem analítica desenvolvida pela equipe Kavli pode ser usada em futuros estudos de buracos negros primordiais, incluindo tentar determinar se os buracos negros descobertos pelo Laser Interferometer Gravitational Wave-Observatory (LIGO) nos EUA poderiam de fato ser primordiais.