Para todos os fãs de matéria escura e energia escura do mercado, agora há outro novo "escuro" a ser adicionado à lista. Astrônomos do University College de Londres (UCL) propõem que ocorram trevas quando houve interações gravitacionais entre o halo invisível da matéria escura em um aglomerado de galáxias e o gás incorporado no halo da matéria escura. Isso ocorreu quando o Universo tinha menos de um bilhão de anos. Eles descobriram que as interações fazem com que a matéria escura forme uma massa central compacta, que pode ser gravitacionalmente instável e colapsar. O rápido colapso dinâmico é o gole escuro.
O Dr. Curtis Saxton e o professor Kinwah Wu, ambos do Laboratório de Ciências Espaciais de Mullard da UCL, desenvolveram um modelo para estudar o processo. Eles dizem que o gole escuro teria acontecido muito rapidamente, sem a emissão de vestígios de radiação eletromagnética.
Existem várias teorias sobre como os buracos negros supermassivos se formam. Uma possibilidade é que uma única grande nuvem de gás entre em colapso. Outra é que um buraco negro formado pelo colapso de uma estrela gigante engole enormes quantidades de matéria. Ainda outra possibilidade é que um aglomerado de pequenos buracos negros se fundam. No entanto, todas essas opções levam muitos milhões de anos e estão em desacordo com observações recentes que sugerem que os buracos negros estavam presentes quando o Universo tinha menos de um bilhão de anos. O gole escuro pode fornecer uma solução para como a lentidão da acumulação de gás foi contornada, permitindo o rápido surgimento de buracos negros gigantes. Atualmente, a massa escura afetada no núcleo compacto é compatível com a escala de buracos negros supermassivos nas galáxias.
A matéria escura parece dominar gravitacionalmente a dinâmica das galáxias e aglomerados de galáxias. No entanto, ainda há muita conjectura sobre origem, propriedades e distribuição de partículas escuras. Embora pareça que a matéria escura não interaja com a luz, ela interage com a matéria comum por gravidade. “Estudos anteriores ignoraram a interação entre o gás e a matéria escura”, disse Saxton, “mas, ao incluí-la em nosso modelo, alcançamos uma imagem muito mais realista que se encaixa melhor nas observações e também pode ter adquirido alguma percepção sobre a presença de primeiros buracos negros supermassivos. ”?
Segundo o modelo, o desenvolvimento de uma massa compacta no núcleo é inevitável. O resfriamento pelo gás faz com que ele flua suavemente em direção ao centro. O gás pode atingir até 10 milhões de graus nos arredores dos halos, com poucos milhões de anos-luz de diâmetro, com uma zona mais fria em direção ao núcleo, que circunda um interior mais quente com alguns milhares de anos-luz de diâmetro. O gás não esfria indefinidamente, mas atinge uma temperatura mínima, que se encaixa bem nas observações de raios-X dos aglomerados de galáxias.
O modelo também investiga quantas dimensões as partículas escuras se movem, pois elas determinam a taxa na qual o halo escuro se expande, absorve e emite calor e, finalmente, afeta a distribuição de massa escura do sistema.
"No contexto do nosso modelo, os tamanhos observados dos núcleos dos halos de aglomerados de galáxias e a faixa observada de massas gigantes de buracos negros implicam que as partículas de matéria escura tenham entre sete e dez graus de liberdade", disse Saxton. ? ”Com mais de seis, a região interna da matéria escura se aproxima do limiar da instabilidade gravitacional, abrindo a possibilidade de engolir escuro.
As descobertas foram publicadas nos avisos mensais da Royal Astronomical Society.
Fonte: RAS
