Buracos negros supermassivos podem derivar de primordiais

Pesquisadores brasileiros apontam evidência de que acréscimo de massa ao longo da vida de um primordial pode revelar evolução de um buraco negro ao longo do tempo
 A origem dos buracos negros supermassivos é questão em aberto. Grosso modo, eles são de três tipos: os originados de colapsos estelares; os primordiais - cuja origem remete-se à formação do Universo -; e os supermassivos, que distinguem-se por apresentar massa maior do que um milhão de vezes a massa do Sol (1.9891 * 10^30 kg). Pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), contudo, apontam em estudo a hipótese de que os supermassivos podem se originar de buracos primordiais, pelo acúmulo de massa. O trabalho, assinado por Manuela Gibim Rodrigues e Alberto Saa (orientador) foi publicado na Physical Review D (80, 104018), sendo intitulado “Acreção de Matéria Exótica por Buracos Negros”.
 
Por os buracos negros supermassivos possuírem essa enorme quantidade de matéria, uma origem que seja diretamente “supermassiva” não é explicada pelos modelos cosmológicos. Atualmente, também não acredita-se que eles tenham se constituído através da evolução estelar, mas que tenham crescido através de um lento e contínuo acréscimo de massa. É assim que algumas teorias tentam explicar seu aparecimento. “O estudo de acreção de matéria por buracos negros é um assunto que tem chamado a atenção da comunidade científica e, embora já tenha sido realizado modelos, estes apresentam muitas restrições devido à presença de muitos ajustes e simplificações, o que implica na necessidade de estudos com modelos mais completos, como este estudo que foi realizado”, explica a pesquisadora.
 
O estudo de Rodrigues e Saa aponta evidências de que o acréscimo de massa ao longo da vida de um buraco negro primordial pode ser muito relevante e não deve ser menosprezado, pois é possível demonstrar que sua massa também evolui em função do tempo. Essa formação dos buracos teria ocorrido na origem do universo, há aproximadamente 14 bilhões de anos, mais especificamente no final do período inflacionário do Big Bang, um trilionésimo de um trilionésimo de um trilionésimo de segundo a partir da grande explosão.
 
Na década de 90, estudos das velocidades de rotação das estrelas ao redor do núcleo galático trouxeram evidências observacionais do distanciamento acelerado das galáxias, resultando em relações incompatíveis com o conteúdo de matéria que é possível observar. Isso originou uma surpreendente redistribuição de matéria, onde há a predominância de uma forma de conteúdo até então completamente desconhecida: a energia escura. A presença dessa energia, cuja participação corresponderia a aproximadamente 70% do universo, justificaria a expansão acelerada e coloca mais graus de complexidade no entendimento do cenário cosmológico.
 
Em cosmologia, uma maneira de tratar a energia escura seria por meio dos modelos de quintessência, pelo qual assume-se que o universo está completamente preenchido por um campo quintessencial. Trata-se de um conceito abstrato, o nome quintessência foi dado justamente porque não se sabe exatamente o que é esse campo. Quintessência deriva do conceito da Grécia antiga de matéria, que era concebida em quatro elementos: água, fogo, terra e ar. Como esse elemento que faz as galáxias se afastarem umas das outras não pode fazer parte da matéria da forma que a conhecemos - e isso é percebido exatamente pela falta de “interação” que temos com ele e que fez com que, até a década de 90, ele fosse invisível para os modelos físicos – ele foi denominado como o “quinto elemento essencial”, a quinta essência.

Porém, a quinta essência não é exatamente o quinto elemento, na verdade é o terceiro. Hoje em dia, a distribuição dos elementos no universo é a seguinte: bárions, a matéria como a conhecemos; matéria escura, um tipo de matéria cujos efeitos observamos apenas através da força gravitacional; e quintessência (energia escura), que estranhamente interage apenas através da força gravitacional “ao contrário”, ao invés de atrair bárions os repele. Assim, nas proximidades de um buraco negro esse campo poderia ser absorvido, favorecendo aumento de massa do buraco.
 
O trabalho aborda e relaciona três aspectos cosmológicos muito importantes: a relação entre buracos negros primordiais, surpermassivos e energia escura, de forma que todos os requisitos dos modelos cosmológicos sejam considerados. “A taxa de variação da massa de um buraco negro foi analisada detalhadamente considerando-se modelos de quintessência com diversos tipos de características particulares - ou, em até certo grau, mais genéricas. E em tempos diferentes, afinal estamos visualizando a evolução de um buraco negro primordial no tempo”, afirma a pesquisadora.

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