Usando exoplanetas para estudar a matéria escura
Uma equipa de cientistas da Universidade da Califórnia em Riverside publicou uma investigação na revista Physical Review D que abre uma nova e fascinante via para estudar um dos maiores enigmas do universo: a matéria escura. De acordo com o seu modelo teórico, os exoplanetas — planetas que orbitam estrelas fora do nosso sistema solar — podem não só ajudar-nos a encontrá-la, mas também podem ser consumidos por ela.
Os investigadores sugerem que planetas gigantes gasosos, semelhantes a Júpiter, podem capturar e acumular partículas de matéria escura nos seus núcleos ao longo do tempo. Se essas partículas pertencerem a um tipo específico conhecido como matéria escura superpesada não aniquiladora — cujas partículas não se destroem entre si quando colidem —, o resultado poderia ser a formação de um buraco negro no coração do planeta.
O modelo descreve um processo gradual: as partículas de matéria escura, que constituem 85% da matéria do universo, seriam capturadas pela gravidade do exoplaneta. Com tempo suficiente, sua acumulação no núcleo atingiria uma densidade crítica, provocando um colapso gravitacional que daria origem a um minúsculo buraco negro.
“Esse buraco negro poderia então crescer e consumir o planeta inteiro, transformando-o em um buraco negro com a mesma massa do planeta original”, explica Mehrdad Phoroutan-Mehr, principal autor do estudo. “Este resultado só é possível sob o modelo de matéria escura superpesada não aniquiladora”.
Este cenário poderia ocorrer em escalas de tempo observáveis, e até mesmo um único exoplaneta poderia gerar múltiplos buracos negros ao longo de sua vida, especialmente em regiões ricas em matéria escura, como o centro da nossa Via Láctea.
Até agora, os astrônomos só detectaram buracos negros com massas superiores à do nosso Sol. A descoberta de um buraco negro com a massa de um planeta seria um marco revolucionário.
“Descobrir um buraco negro com a massa de um planeta seria um grande avanço”, acrescenta Phoroutan-Mehr. “Isso apoiaria a tese do nosso artigo e ofereceria uma alternativa à teoria comumente aceita de que buracos negros com massa planetária só puderam se formar no universo primitivo”.
Graças aos mais de 5.000 exoplanetas descobertos e às futuras missões espaciais que prometem dados ainda mais detalhados, os cientistas têm agora um novo campo de testes. Mesmo a ausência de planetas em colapso pode ser útil, pois permite aos pesquisadores descartar ou refinar certos modelos de matéria escura, de forma semelhante à utilização das observações de estrelas de nêutrons.
Além desse final drástico, a matéria escura também poderia ter outros efeitos mais sutis, como aquecer os planetas ou fazê-los emitir radiação de alta energia. Embora os instrumentos atuais não sejam sensíveis o suficiente para detectar esses sinais, os telescópios do futuro poderão ser capazes de fazê-lo, abrindo uma nova janela para compreender a natureza da matéria escura.
