Estudo indica que fusões de buracos negros podem carregar marcas de matéria escura

A análise de sinais captados pelos observatórios LIGO-Virgo-KAGRA revelou indícios de que fusões de buracos negros podem carregar marcas de matéria escura em suas ondas gravitacionais. A proposta, detalhada em estudo publicado na Physical Review Letters, apresenta um modelo para identificar a presença desse componente invisível, que estima-se representar mais de 85% da matéria do Universo.

Como a matéria escura não interage com a luz ou campos magnéticos, sua existência é deduzida apenas por meio da gravidade, especialmente pela curvatura observada em galáxias distantes. A pesquisa investigou a hipótese de que partículas escalares leves, com massa significativamente inferior à dos elétrons, possam se concentrar ao redor de buracos negros em rotação rápida. Nesse cenário, ocorre a superradiância, processo em que a matéria escura ganha densidade ao absorver parte da energia rotacional do buraco negro, comportando-se como ondas coordenadas.

Para detectar as alterações que esse ambiente escalar imprime na dinâmica de fusão de buracos negros, Josu Aurrekoetxea e sua equipe criaram um modelo semianalítico de forma de onda para sistemas binários, validado por meio de simulações de relatividade numérica.

A metodologia foi aplicada via análise bayesiana ao catálogo de dados do LIGO-Virgo-KAGRA. Dos 28 sinais nítidos registrados nas três primeiras etapas de observação, 27 foram classificados como fusões ocorridas no vácuo. Contudo, o evento GW190728 apresentou indícios de um ambiente associado à matéria escura, enquanto no sinal GW190814 o vácuo foi excluído da região de 95% de confiança.

Apesar dos achados, os autores ressaltam que não houve uma detecção confirmada. A significância estatística atual é insuficiente para validar a descoberta, tornando indispensáveis verificações independentes para a confirmação dos dados.