E se o Coração da Via Láctea não for na verdade um buraco negro como pensávamos?

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Nós meio que tomamos como certo que existe um buraco negro supermassivo no centro da galáxia da Via Láctea, mas não podemos realmente ir lá e verificar. E se algo mais estiver realmente espreitando nesta região confusa e empoeirada?


Inferimos parcialmente a presença e as propriedades de um buraco supermassivo chamado Sagitário A * (Sgr A *) a partir do efeito gravitacional que ele tem sobre outros objetos, como as órbitas extremas de objetos como estrelas ao redor desse centro galáctico … mas e se estivermos errados ?

E se não for um buraco negro? E se for um núcleo de matéria escura ? De acordo com um novo e fascinante estudo, as órbitas observadas do centro galáctico, bem como as velocidades orbitais nas regiões externas da galáxia, poderiam realmente ser mais fáceis de explicar se fosse um núcleo de matéria escura no coração da galáxia , em vez de um buraco negro.

O artigo foi aceito no MNRAS Letters e atualmente está disponível no servidor de pré-impressão arXiv . Mas, primeiro, aqui está um pequeno pano de fundo de onde vem essa hipótese selvagem.

Nas últimas duas décadas, a órbita de uma estrela chamada S2 tem sido objeto de intenso estudo. Ele está em uma órbita de 16 anos ao redor do centro galáctico, um longo loop elíptico que serviu como o laboratório perfeito para um dos mais extremos testes de relatividade geral até hoje.


Em pesquisas anteriores, duas equipes separadas mostraram que não apenas a relatividade se sustentava no ambiente do espaço-tempo do centro da galáxia, mas os resultados também eram consistentes com um buraco negro supermassivo 4 milhões de vezes a massa do Sol.

Então veio um objeto chamado G2 . Também em uma longa órbita elíptica, o G2 fez algo estranho ao contornar seu periapsia em 2014, o ponto em sua órbita mais próximo do suposto buraco negro. Ele passou de um objeto compacto normal para algo longo e esticado, antes de encolher de volta para um objeto compacto novamente.

Isso foi muito estranho, e a natureza do G2 ainda é desconhecida. Mas seja o que for, o movimento do objeto após o periapsis parece exibir arrasto – o que, segundo uma equipe de astrofísicos liderada por Eduar Antonio Becerra-Vergara, do International Center for Relativistic Astrophysics, com sede na Itália, não condiz totalmente com modelo de furo.

Os pesquisadores mostraram no ano passado que S2 e G2 eram consistentes com um modelo diferente, mesmo com aquele estranho movimento pós-periapsia: férmions de matéria escura , que eles chamam de “darkninos”, com uma massa leve o suficiente para não os ver colapsar em um buraco negro até que houvesse pelo menos 100 vezes mais do que aquilo.

Isso permitiria que ele continuasse pairando como uma bolha enorme e densa no centro da Via Láctea e fosse cercado por uma névoa difusa em direção às suas bordas e nos confins da galáxia.

S2 e G2 não são os únicos objetos orbitando o centro galáctico, no entanto. Então, agora os pesquisadores estenderam seu modelo para as 17 estrelas mais bem caracterizadas que voam em torno do centro da galáxia, conhecidas como estrelas S – e você nunca vai adivinhar o que eles encontraram.

Sim, a análise deles também se encaixa nisso. De acordo com seus cálculos, pode haver uma bolha densa de matéria escura no centro da galáxia, diminuindo para uma concentração difusa na periferia galáctica.

Como relatamos anteriormente , a matéria escura é inegavelmente um dos maiores mistérios do Universo como o conhecemos. É o nome que damos a uma massa misteriosa responsável pelos efeitos gravitacionais que não podem ser explicados pelas coisas que podemos detectar por outros meios – a matéria normal, como estrelas, poeira e galáxias.

Por exemplo, as galáxias giram muito mais rápido do que deveriam se estivessem sendo influenciadas gravitacionalmente pela matéria normal nelas; lentes gravitacionais – a curvatura do espaço-tempo em torno de objetos massivos – é muito mais forte do que deveria ser. O que quer que esteja criando essa gravidade adicional está além de nossa capacidade de detectar diretamente.

Sabemos disso apenas pelo efeito gravitacional que tem sobre outros objetos … parece familiar? Mas os núcleos galácticos ativos, como o buraco negro supermassivo mais fotogênico do Universo, M87 * (cerca de 6,5 bilhões de vezes a massa do Sol), parecem muito mais consistentes com o modelo do buraco negro.

A equipe propõe que, acima de uma massa crítica, um aglomerado de matéria escura pode colapsar gravitacionalmente em um buraco negro supermassivo. Isso poderia ajudar a explicar como os buracos negros supermassivos começaram a existir, uma vez que não temos ideia de como eles se tornaram tão grandes – e certamente não como tantos deles aparecem no Universo primitivo , antes que eles deveriam ter tido tempo para se formar.

Acredita-se que cerca de 80% da matéria do Universo seja matéria escura. Não há buracos negros suficientes, supermassivos ou não, para explicar toda essa matéria escura, mas a equipe não está propondo que é aqui que está tudo. Em vez disso, sua abordagem oferece um candidato à matéria escura que também pode ajudar a explicar a existência de buracos negros supermassivos.

Análises futuras que concordem ou façam furos em suas descobertas podem apenas ajudar a restringir esses fenômenos, em última análise, nos aproximando da verdade.

A pesquisa foi aceita pela MNRAS Letters e está disponível no site arXi.

Publicação original: Science Alert

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