Uma nova linha de pesquisa sugere que a matéria escura, um dos maiores enigmas do cosmos, pode estar desempenhando um papel inesperado na formação de buracos negros dentro de exoplanetas. O estudo, publicado na revista Physical Review D e liderado por Mehrdad Phoroutan-Mehr da Universidade da Califórnia, Riverside, propõe um mecanismo pelo qual partículas de matéria escura superpesada poderiam se acumular nos núcleos de exoplanetas. Com o tempo, essa concentração atingiria uma massa crítica, levando ao colapso e à formação de um buraco negro interno.
O conceito central da pesquisa é que as partículas de matéria escura, ao interagirem com o interior de um exoplaneta, perdem energia e se concentram em seu centro. Uma vez que uma quantidade suficiente se acumula, a gravidade interna pode superar todas as outras forças, resultando na criação de um buraco negro. O destino subsequente desse buraco negro dependeria de sua massa: buracos negros mais massivos poderiam começar a consumir o material do planeta a partir de dentro, enquanto aqueles de menor massa poderiam evaporar através da radiação Hawking antes de causar um impacto significativo. Essa dinâmica sugere que múltiplos eventos de formação de buracos negros poderiam ocorrer ao longo da vida de um único exoplaneta.
Esta descoberta abre novas avenidas para a investigação da matéria escura, um componente que constitui aproximadamente 26,8% da densidade de energia do universo, mas cuja natureza exata permanece desconhecida. A pesquisa conecta o estudo da matéria escura com o campo em rápida expansão da ciência exoplanetária, oferecendo um potencial método observacional para detectar e entender melhor essas partículas elusivas. A possibilidade de observar esses fenômenos em exoplanetas, especialmente aqueles localizados em regiões densas em matéria escura como o centro da Via Láctea, pode fornecer dados cruciais para a física de partículas e a cosmologia.
Estudos anteriores já exploravam a ideia de exoplanetas como potenciais detectores de matéria escura, sugerindo que planetas gigantes gasosos poderiam reter matéria escura em seu interior, gerando calor detectável pelo Telescópio Espacial James Webb ou pelo futuro Telescópio Espacial Nancy Grace Roman. Embora a pesquisa atual se concentre na formação de buracos negros, ela se alinha com a crescente compreensão de que os exoplanetas podem ser laboratórios cósmicos para desvendar os mistérios da matéria escura. A capacidade de detectar exoplanetas por meio de métodos como trânsito planetário e velocidade radial, conforme detalhado em outras pesquisas, pode ser adaptada para identificar anomalias que apontem para a presença de matéria escura concentrada ou para os efeitos de buracos negros internos.
A pesquisa levanta questões fundamentais sobre a natureza da matéria escura, incluindo a massa crítica necessária para a formação de buracos negros e os fatores que determinam se um buraco negro formado consumirá o planeta ou evaporará. A possibilidade de usar levantamentos de exoplanetas para detectar partículas de matéria escura superpesada, um tipo de matéria escura que, segundo algumas teorias, poderia ter massas na faixa de 10⁻³ a 10⁷ elétron-volts, é um passo promissor. A comunidade científica aguarda ansiosamente por futuras observações que possam validar ou refinar essas teorias, abrindo um novo capítulo na nossa compreensão do universo.