BURACOS NEGROS DE MATÉRIA ESCURA DEVORAM AS ESTRELAS NO CENTRO DAS GALÁXIAS?

Se a matéria escura está presente em ambas as formas, matéria e antimatéria, pode acumular-se dentro da mais densa estrela ou pulsares que estão localizados no centro de galáxias, fazendo-os cair em buracos negros. A hipótese tem uma conseqüência controlável: a idade do pulsar deverá aumentar se afastando do centro da galáxia

Representação de um pulsar. (© VISÕES do VENCEDOR HABBICK / Science Photo Library / Corbis)]

Representação de um pulsar. (© VISÕES do VENCEDOR HABBICK / Science Photo Library / Corbis)

A matéria escura poderia transformar as estrelas em buracos negros no centro da nossa galáxia, dizem os pesquisadores. Lá, você deve ver uma série de densas estrelas, pulsares, que são bastante comuns em toda a Via Láctea. Depois de muita pesquisa, verificou-se que elas passam por um dilema, o chamado de “Problema de pulsares desaparecidas”. De acordo com o novo estudo, uma possível explicação é que nesses estrelas acumuram matéria escura, causando o colapso do pulsar em buracos negros. (Esses buracos negros seriam menores do que o buracos negros supermassivos que acreditam estar escondidos no coração da galáxia).

O universo parece cheio de matéria escura invisível, que não pode ser visto nem tocado, mas que ainda exerce uma atração gravitacional sobre a matéria normal. Os cientistas têm idéias diferentes sobre o que poderia ser a matéria escura, mas nenhuma foi comprovada. Uma opção importante sugere que a matéria escura é composta de interação fraca (WIMPs de partículas massivas), tradicionalmente vista como formada, cada uma, tanto de matéria quanto de antimatéria. A natureza da antimatéria é importante na história. Quando matéria e antimatéria se encontram, eles destroem umas as outras em poderosas explosões, e em seguida, colidindo duas WIMPs aniquilaria normalmente. Mas também é possível que a matéria escura exista em duas formas distintas de matéria e antimatéria, assim como a matéria normal. Se esta hipótese, conhecida como “matéria escura assimétrica” for verdade, então, duas partículas de matéria escura não podem destruir uma a outra, ou não haveria duas partículas de antimatéria escuras; mas quando eles se encontraram haveria duas partículas, uma de cada, e poderiam explodir.

No presente cenário, durante o Big Bang deve ter criado uma grande quantidade de partículas de ambos os tipos de matéria escura (assim como você pensa que é feito para a matéria e as anti-normais), mas a maioria destas partículas teria destruído umas as outras, e aqueles que permanecem hoje seriam apenas o pequeno excesso de um tipo de matéria escura que conseguiram evitar ser totalmente aniquilada. Se a matéria escura é assimétrica, se comportaria de forma diferente da versão padrão do WIMP. Por exemplo, os centros gravitacionalmente densos de estrelas deveriam chamar a matéria escura nas proximidades. Se a matéria escura é feita de WIMPs regulares, quando duas WIMPs se encontram no centro de uma estrela vão destruir uns aos outros, porque eles são seus próprios correspondentes de antimatéria. Mas, na versão assimétrica da matéria escura, matéria escura ao longo do tempo foi feita apenas de um dos dois tipos: ou matéria ou antimatéria. Se duas dessas partículas se encontrarem não irão simplesmente se aniquilar; ao longo do tempo a matéria escura poderia acumular-se dentro da estrela. No final, o núcleo da estrela vai tornar-se muito grande para sustentar a si e entrar em colapso em um buraco negro.

Isto é o que pode ter acontecido com o pulsar no centro da Via Láctea, de acordo com um estudo publicado na “Physical Review Letters“. O cenário é plausível – diz Raymond Volkas, da Universidade de Melbourne, que não estava envolvido no estudo – mas o problema dos pulsares desaparecidos também pode ser explicado por efeitos estelares mais simples e conhecidos. “Obviamente, seria emocionante para a astrofísica obter uma clara evidência da matéria escura direta assimétrica”, diz Volkas. “Mas antes de você acreditar emuma explicação em termos de matéria escura assimétrica, eu estaria convencido de que nenhuma explicação padrão é realmente viável”. Os autores do estudo – Joseph Bramante, da Universidade de Notre Dame e Tim Linden do Instituto Kavli de Física Cosmológica Universidade de Chicago – concordam que é cedo demais para saltar para uma conclusão envolvendo matéria escura. Talvez, por exemplo – diz Linden – as observações de rádio do centro galáctico não são tão precisas como os cientistas têm especulado e mais investigações permitirá ver o pulsar. É também possível que alguns ‘caprichos de formação de estrelas” tem limitado o número de pulsares que formaram o centro da galáxia.

Imagem visual de uma galáxia ea distribuição esperada de matéria escura dentro dele. (Cortesia NASA)] na imagem visível de uma galáxia ea distribuição esperada de matéria escura dentro dele. (Cortesia NASA)

Imagem de uma galáxia e a distribuição esperada de matéria escura dentro dele. (Cortesia NASA)]

A razão é que o pulsar não seria influenciado pela matéria escura assimétrica vizinha da matéria escura, e deve concentrar-se perto dos núcleos de galáxias, se acumulando sob a força de sua própria gravidade. E mesmo lá, ela levaria um longo tempo para acumular matéria escura suficiente para destruir um pulsar, uma vez que a maioria das partículas atravessa a estrela escura sem interagir. Somente nas raras ocasiões em que passa muito perto uma partícula normal pode colidir e ser capturada. Em estrelas normais as partículas comuns em sua essência não são densas o suficiente para capturar muitas partículas de matéria escura. Mas, no pulsar super-denso poderia se acumular o suficiente para causar danos. “A matéria escura não pode acumular muito rapidamente ou fica com alta densidade no meio de estrelas normais”, disse Bramante. “Mas, no pulsar a matéria escura pode acumular-se em um ponto esférico. Então esta esfera cai em um buraco negro e suga o pulsar. “Se este cenário estiver correto, o pulsar deve viver muito mais tempo longe do centro da galáxia que está cheia de matéria escura. Na borda da Via Láctea, exemplo, o pulsar pode viver até uma idade avançada, enquanto perto do núcleo seria criado apenas para ser destruído antes que possa envelhecer rapidamente. “Nada em astrofísica prevê uma forte correlação entre a idade de um pulsar e sua distância do centro de uma galáxia”, diz Linden. “Você pode ver um efeito realmente incrível se esse cenário fosse válido”. É também possível, embora improvável, que os astrônomos sejam capazes de observar o colapso de um pulsar em um buraco negro e testar a teoria, mas, uma vez criado o buraco negro, seria quase impossível de detectar: uma vez que a matéria escura e os buracos são ambos negros invisíveis, os buracos negros feitos de matéria escura seriam duplamente invisíveis.

Fonte: Le Scienze

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