Nada dura para sempre, incluindo os buracos negros. Durante períodos de tempo imensamente longos, eles evaporam, assim como outros grandes objetos no Universo. Isso se deve à Radiação Hawking, em homenagem a Stephen Hawking, que desenvolveu a ideia na década de 1970.
O problema é que a radiação Hawking nunca foi observada de forma confiável.
Um trio de investigadores europeus pensa ter encontrado uma forma de ver Radiação Hawking. Seu trabalho está em um artigo intitulado “Medindo a radiação Hawking de pedaços de buracos negros em fusões astrofísicas de buracos negros.”
As fusões de buracos negros foram previstas há muito tempo, mas nunca foram observadas. A teoria mostrou que essas fusões deveriam liberar ondas gravitacionais poderosas. Finalmente, em 2015, o observatório LIGO detectou a primeira fusão. Agora, os cientistas detectaram muitos deles.
Na sua breve carta de investigação, os investigadores dizem que estas fusões são uma janela para a Radiação Hawking (HR). Quando os buracos negros se fundem, podem criar os chamados buracos negros “pedaços” do tamanho de asteróides que são ejectados para o espaço. Seu pequeno tamanho deve tornar seu RH detectável.
A HR proveniente desses pequenos BHs 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 pedaços de BH durante um evento catastrófico como a fusão de dois BHs astrofísicos”, explicam os autores. “Como mostraremos, a radiação Hawking proveniente desses pedaços de BH dá origem a explosões de raios gama (GRBs) que possuem uma impressão digital distinta.”
Quando pedaços de buracos negros evaporam, eles emitem partículas em um padrão esfericamente simétrico. Contanto que o maior BH mesclado não esteja bloqueando sua visão, as partículas de HR deverão chegar até nós. A energia dos fótons das explosões excede a escala de trilhões de elétrons-volt (TeV).
Os pesquisadores dizem que o nível de energia das explosões de raios gama desses pequenos buracos é detectável pelos telescópios atmosféricos Cherenkov, como o Água de alta altitude Cherenkov (HAWC) Observatório de raios gama. O HAWC observa fótons numa faixa de 100 GeV a 100 TeV.
Muitas questões permanecem. Os autores afirmam que esses pedaços de BHs emitirão mais energia próximo ao momento de evaporação. Mas quando pedaços de BHs são emitidos no ambiente gravitacional intenso de uma fusão de BH, sua radiação Hawking pode ser afetada. O mesmo é verdade se os pedaços forem emitidos em velocidades relativísticas. Ambos os factores podem alterar os seus espectros antes de chegarem aos nossos detectores.
Existem pontos no Modelo Padrão de Física de Partículas onde as coisas quebram devido à nossa falta de compreensão. Os autores apontam que alguma nova física não observada antes também poderia distorcer os espectros de pequenos buracos negros, tornando-os difíceis de observar.
Há outro aspecto realmente interessante nesses pequenos buracos negros do tamanho de asteróides. Como a física no Universo primitivo era diferente, é possível que eles tenham sido criados naquela época. Se fossem, e se ainda não tivessem evaporado, poderiam constituir matéria escura.
“A observação da radiação Hawking dos pedaços de BH, portanto, poderia nos esclarecer não apenas sobre a produção de tais pedaços, mas também sobre a física de partículas em energias além do alcance dos experimentos atuais e futuros do colisor, trazendo impressões da nova física baseada em supersimetriadinâmica composta ou dimensões extras, para citar alguns”, escrevem os autores.
