Nada dura para sempre. Nada. Nem os buracos negros. Em escalas de tempo imensamente longas, eles “evaporam”, como outros objetos grandes no Universo. Isso acontece por causa da Radiação Hawking (HR), batizada em homenagem a Stephen Hawking, físico que desenvolveu a ideia na década de 1970.
O problema é que a Radiação Hawking nunca foi detectada de forma definitiva. Mas um trio de pesquisadores europeus acredita ter encontrado uma solução na fusão de buracos negros. Seu trabalho está em um artigo recente.
As fusões de buracos negros foram previstas há muito tempo, mas nunca foram observadas. Na teoria, esses eventos deveriam liberar poderosas ondas gravitacionais. Em 2015, o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser (LIGO) detectou a primeira fusão. Agora, os cientistas detectaram muitas delas.
Em seu artigo, os pesquisadores afirmam que essas fusões são uma janela para a HR. Quando os buracos negros se fundem, eles podem criar buracos negros “morsel”, do tamanho de asteroides, que são ejetados no espaço. Seu tamanho pequeno deve tornar sua HR detectável. A HR proveniente desses pequenos buracos negros produz raios gama com uma “impressão digital” particular de fótons de alta energia.
“Nesta carta, exploramos as consequências observacionais da produção de um grande número de pequenos buracos negros morsels durante um evento catastrófico, como a fusão de dois buracos negros astrofísicos”, explicam os autores. “Como mostraremos, a radiação Hawking proveniente desses buracos negros morsels dá origem a explosões de raios gama (GRBs) que possuem uma impressão digital distinta.”
Quando esses buracos negros evaporam, emitem partículas em um padrão esfericamente simétrico. Desde que o buraco negro maior que se fundiu não esteja bloqueando sua visão, as partículas de HR devem chegar até nós. A energia dos fótons das explosões excede a escala de trilhões de elétrons-volt (eV).
Os pesquisadores afirmam que o nível de energia das GRBs desses buracos negros é detectável por telescópios Cherenkov, como o observatório de raios gama High-Altitude Water Cherenkov (HAWC), que observa fótons em uma faixa de 100 GeV a 100 TeV. Ele está a uma altitude de 4.100 metros no México.
Os autores afirmam que esses buracos negros morsel emitirão a maior parte da energia perto do momento de sua “evaporação”. Mas quando os morsel BHs são emitidos no intenso ambiente gravitacional de uma fusão de buracos negros sua Radiação Hawking pode ser afetada. O mesmo acontece se os morsels forem emitidos em velocidades relativísticas. Esses dois fatores poderiam alterar seus espectros antes de chegarem aos nossos detectores.
Há pontos no Modelo Padrão da Física de Partículas em que as coisas não funcionam devido à nossa falta de compreensão. Os autores destacam que algumas novas físicas não observadas anteriormente também poderiam distorcer os espectros dos buracos negros morsel, tornando-os difíceis de serem observados.
Há outro aspecto realmente interessante nesses buracos negros. Como a física no Universo primitivo era diferente, é possível que eles tenham sido criados naquela época. Se foram, e se não evaporaram até agora, poderiam constituir matéria escura.
“A observação da radiação Hawking de buracos negros morsel, portanto, poderia nos esclarecer não apenas sobre a produção de tais morsels, mas também sobre a física de partículas em energias além do alcance dos experimentos de colisores atuais e futuros, carregando impressões de novas físicas baseadas em supersimetria, dinâmica composta ou dimensões extras, para citar algumas”, escrevem os autores.