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Pesquisa publicada na Physical Review Letters desenvolveu um modelo para identificar possíveis marcas de matéria escura em ondas gravitacionais emitidas por buracos negros em colisão, após análise de sinais do LIGO-Virgo-KAGRA indicar evidências provisórias em eventos específicos, ainda sem confirmação estatística suficiente
Estudo publicado na Physical Review Letters propõe um modelo para procurar marcas de matéria escura em ondas gravitacionais geradas por fusões de buracos negros, após análise de sinais do LIGO-Virgo-KAGRA indicar possíveis indícios em eventos específicos, ainda sem confirmação estatística suficiente.
Mais de 85% da matéria do Universo pode ser matéria escura, e um estudo publicado na Physical Review Letters aponta que fusões de buracos negros podem carregar sinais desse componente invisível em ondas gravitacionais detectadas na Terra.
Matéria escura pode deixar marcas em colisões cósmicas
A matéria escura não interage com luz, campos magnéticos ou formas de energia eletromagnética. Por isso, sua existência é inferida pela gravidade, especialmente pela curvatura ao redor de galáxias distantes.
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Uma das hipóteses analisadas envolve partículas escalares leves, muito menos massivas que elétrons. Perto de buracos negros em rotação rápida, elas poderiam se comportar como ondas coordenadas e ganhar densidade por superradiância.
Nesse processo, parte da energia rotacional do buraco negro seria transferida para a matéria escura. Em densidades elevadas, esse ambiente escalar poderia alterar a dinâmica da fusão e imprimir marcas nas ondas gravitacionais.
Modelo do MIT analisou sinais do LIGO-Virgo-KAGRA
Para procurar essas assinaturas, Josu Aurrekoetxea e colegas desenvolveram um modelo semianalítico de forma de onda para binários em ambientes escalares. O método foi validado com simulações de relatividade numérica.
A equipe aplicou análise bayesiana ao catálogo do LIGO-Virgo-KAGRA, observatórios de ondas gravitacionais. Entre 28 sinais claros das três primeiras execuções de observação, 27 foram compatíveis com fusões no vácuo.
O sinal GW190728 mostrou possíveis indícios de ambiente associado à matéria escura. O resumo do estudo também cita GW190814, no qual o vácuo ficou fora da região 95% confiável.
Pesquisadores tratam resultado como provisório
Os autores reforçam que não houve detecção confirmada de matéria escura. A significância estatística ainda não permite afirmar descoberta, e verificações independentes são necessárias antes de qualquer confirmação.
Ainda assim, o método abre rota para investigar matéria escura em escalas menores, usando buracos negros como amplificadores naturais e próximos dados do LVK para buscar nova física.
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