Pesquisadores da Universidade da Califórnia propõem que a energia liberada pelo possível decaimento da matéria escura pode ter permitido o surgimento precoce de buracos negros supermassivos. Essa teoria busca explicar a detecção desses gigantes cósmicos pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST) apenas 500 milhões de anos após o Big Bang.

As descobertas do JWST no Universo primordial reacenderam um antigo mistério: como buracos negros tão massivos puderam se formar quando o cosmos ainda era jovem? O modelo tradicional prevê que esse crescimento levaria pelo menos um bilhão de anos, o que cria uma lacuna entre as previsões teóricas e as observações recentes.

Desde 2022, o JWST tem identificado buracos negros de proporções colossais em períodos muito anteriores ao esperado, desafiando os cientistas a buscar explicações alternativas. A nova hipótese destaca o papel da matéria escura — responsável por cerca de 85% da matéria do Universo — nesse processo.

De acordo com a equipe da Universidade da Califórnia, Riverside, a energia resultante do decaimento da matéria escura teria modificado profundamente as primeiras galáxias, criando condições propícias para o surgimento desses titãs cósmicos. Essa energia extra poderia acelerar o colapso de nuvens de gás, permitindo a formação direta de buracos negros logo no início do Universo.

O colapso direto já era considerado um mecanismo possível, no qual vastas nuvens de gás e poeira se comprimem sem passar pela fase intermediária de uma estrela massiva. Contudo, esse processo exigiria fontes de energia externas, como radiação de estrelas próximas — algo raro demais para justificar a abundância observada pelo JWST.

A hipótese do decaimento da matéria escura surge como alternativa: mesmo uma quantidade mínima de energia liberada por partículas instáveis poderia "supercarregar" essas nuvens primordiais, desencadeando o colapso. Segundo os pesquisadores, essa energia seria suficiente para alterar a química do hidrogênio primordial.

Conforme publicado pelo portal Space, os físicos Yash Aggarwal e Flip Tanedo argumentam que as primeiras galáxias eram extremamente sensíveis a qualquer injeção energética, funcionando quase como detectores naturais de matéria escura. Assim, os buracos negros supermassivos observados atualmente poderiam ser uma assinatura indireta desse processo.

O estudo também sugere uma faixa de massa — entre 24 e 27 elétron-volts — para as partículas de matéria escura capazes de gerar esse efeito. Essa estimativa resulta de uma combinação de conhecimentos em física de partículas, cosmologia e astrofísica, permitindo a formulação de uma teoria integrada para o fenômeno.

Para os autores, o cenário adequado torna muito mais provável a formação de buracos negros por colapso direto nos primórdios do Universo. Com o JWST revelando cada vez mais desses objetos, a hipótese do decaimento da matéria escura pode ser a peça que faltava para unir teoria e observação.

Por Sputnik Brasil