Matéria escura pode estar por trás da formação de buracos negros supermassivos no início dos tempos

 

De acordo com uma nova pesquisa, o colapso de halos de matéria escura poderia originar buracos negros que crescem a velocidades muito superiores aos demais.

A formação dos buracos negros supermassivos no Universo primitivo tem sido um tema problemático para a ciência há décadas.

No entanto, um novo estudo realizado por cientistas da Universidade de Riverside deu pistas sobre o tema, sugerindo que eles poderiam ter sido causados pelo colapso de halos de matéria escura.

As observações astrofísicas realizadas durante os últimos anos alertaram para a presença de buracos negros com milhões, e inclusive bilhões, de massas solares desde que o Universo tinha apenas 6% de sua idade atual, estimada em 13,7 bilhões de anos.

De acordo com o coautor do estudo Hai-Bo Yu, o fato de que tenham sido formados em períodos primitivos "rompe as expectativas" sobre o comportamento de um "buraco negro 'semente' e sua velocidade de crescimento".

Neste sentido, o estudo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters sugere que a formação destes fenômenos supermassivos do Universo primitivo foi provocada pelo colapso de halos de matéria escura, a qual constitui 85% da matéria existente.

"Nosso trabalho mostra que, se a matéria escura tem autointerações, o colapso gravotérmico de um halo pode dar lugar a um buraco negro semente suficientemente massivo" para alcançar estas dimensões em um curto período, explicou Yi-Ming Zhong, outro coautor da pesquisa.

Apesar dos resultados promissores, a equipe observou que ainda é preciso pesquisar mais para obter nova evidência que refute ou confirme sua proposta.

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Cometas tiveram grande impacto no início da vida na Terra, revela estudo

 

As descobertas da nova pesquisa acrescentam peças importantes ao quebra-cabeça de como a vida começou no planeta Terra.

O Big Bang pode ter iniciado o Universo, mas é provável que a queda de cometas tenha desempenhado um papel essencial na vida na Terra, afirmam pesquisadores do Albion College, Michigan, EUA. Os resultados da investigação foram publicados recentemente na revista científica Astrobiology.

"Experimentos que simulam impactos mostraram repetidamente que as biomoléculas encontradas em cometas, asteroides e meteoritos não são completamente destruídas", afirma Nicolle Zellner, principal autora do estudo.

A pesquisa expôs amostras de dispersão interespaço do glicolaldeído (GLA, na sigla em inglês), um açúcar importante na química que leva à ribose, a pressões de impacto entre 4,5 e 25 gigapascais (forças muito maiores do que as pressões mais profundas da água do oceano, ou as de um piano caindo de centenas de quilômetros acima da Terra). Os cientistas descobriram que o GLA consegue manter sua integridade sob pressões tão intensas.

© AP PHOTO / ESA

Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, cujas fotos originais foram tiradas pela câmera OSIRIS em 1º de junho de 2016

"O fato de que o GLA pode permanecer intacto sob pressões desse tipo fornece outra peça do quebra-cabeça em nossa compreensão de como as biomoléculas sobreviveram à liberação de impacto em uma Terra primitiva", explica Zellner.

Os pesquisadores observaram também que várias novas moléculas foram vistas após o impacto, e algumas delas podem ter implicações biológicas importantes.

Zellner sublinha que o estudo agora apresentado é anterior a observações recentes de astrônomos que encontraram GLA em vários cometas. Essas descobertas recentes acabaram por reforçar a afirmação da equipe liderada por Zellner de que o GLA provavelmente se dispersou por todo o Sistema Solar, inclusive na Terra, por meio de impactos de cometas.

"Todos presumiram que o GLA era uma molécula inicial para a ribose ou aminoácidos, mas pouca consideração foi dada quanto à sua fonte [...] Estamos mostrando qual poderia ser a fonte dessa molécula", conclui a pesquisadora.

 

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O QUE SABEMOS? Nova pesquisa poderia reescrever física desde o início

O QUE SABEMOS? Nova pesquisa poderia reescrever física desde o início

O Modelo Padrão também inclui as quatro forças fundamentais do universo

Desde os gigantes no céu noturno até as partículas que nos fazem, nós - tudo envolve a teoria da física: o modelo padrão. Atualmente, o Modelo Padrão descreve partículas elementares conhecidas como "blocos de construção" da matéria. Essas partículas são vistas em dois tipos básicos: quarks e leptons. Cada tipo tem seis partículas elementares que são encontradas dentro de três pares conhecidos como "gerações".

A primeira geração consiste nas partículas mais leves e mais estáveis, enquanto a segunda e terceira gerações consistem em partículas mais pesadas e menos estáveis. Toda a matéria estável no universo é dito estar na primeira geração. O Modelo Padrão também inclui as quatro forças fundamentais do universo: a força forte, a força fraca, a força eletromagnética e a força gravitacional. Cada força fundamental, diferente da gravidade, tem sua própria partícula correspondente. O gluon carrega a força forte, enquanto o fóton carrega a força eletromagnética, e os bosons W e Z carregam a força fraca. Embora enquanto isso parece som, ainda há muitas perguntas em torno da teoria.

RESPOSTAS ÀS PERGUNTAS ANTIGAS Quatro pesquisadores se juntaram para propor a adição de seis novas partículas para enfrentar cinco questões duradouras dentro da Teoria do Modelo Padrão atual. Este novo modelo proposto, detalhado na APS Física , é nomeado SMASH para "Modelo Padrão Axion gangorra Higgs inflação portal." A equipe propôs que partículas Rho e axion poderia explicar a inflação e matéria escura, respectivamente, juntamente com três pesados neutrinos destros . Com essas descobertas, os pesquisadores esperam responder às seguintes perguntas sobre o Modelo Padrão: O que exatamente é matéria escura? O que causou a inflação? Por que um neutrino é tão leve? Por que há mais matéria do que antimatéria? Embora não haja garantia de que este novo modelo será aceito dentro da comunidade de física, o trabalho realizado por esta equipe é muito simples, por isso deve ser bastante simples para provar ou refutar.