Um buraco negro primordial pode ser a explicação para um neutrino de energia extrema detectado na Terra em 2023. De acordo com um artigo da revista Physical Review Letters, essa partícula subatômica teria sido liberada durante a explosão final de um buraco negro teórico, formado instantes após o Big Bang.

O evento chamou a atenção da comunidade científica por apresentar uma energia 100 mil vezes superior aos maiores níveis já alcançados no Grande Colisor de Hádrons (LHC). Esse volume de energia é difícil de explicar através de fenômenos cósmicos convencionais, como colisões de galáxias ou explosões estelares comuns.

Como a Radiação Hawking explica a origem do neutrino

A pesquisa, conduzida pela Universidade de Massachusetts (UMass) em Amherst, sugere que o neutrino foi emitido no estágio final da vida de um buraco negro primordial. Diferente dos buracos negros formados pelo colapso de estrelas — que são grandes, frios e levariam trilhões de anos para evaporar — os primordiais são muito menores e mais quentes.

A base da hipótese está na chamada radiação Hawking, proposta por Stephen Hawking, que descreve a perda gradual de energia desses objetos ao longo do tempo.

• Perda de massa: buracos negros emitiriam radiação térmica e perderiam energia lentamente.
• Aceleração final: quanto menor a massa, mais quente o objeto se tornaria, intensificando a emissão até resultar em uma explosão.
• Escala de tempo: como teriam surgido no início do Universo com massas comparáveis às de asteroides, esses objetos estariam atingindo seu ponto crítico de explosão justamente agora.

Detecção pelo KM3NeT e o mistério do IceCube

Embora o observatório KM3NeT, no fundo do Mar Mediterrâneo, tenha registrado o sinal, o detector IceCube, localizado na Antártida, não encontrou registros correspondentes, apesar de sua alta sensibilidade. Para explicar essa divergência, os cientistas introduziram no modelo o conceito de “carga escura”.

O papel da carga escura e do elétron escuro

Nesse cenário teórico, alguns buracos negros primordiais teriam uma carga associada a uma força invisível, semelhante ao eletromagnetismo, mas que não interage com a matéria comum. Essa força seria mediada por uma partícula hipotética chamada “elétron escuro”.

Segundo o estudo, essa hipótese ajuda a entender por que apenas um detector observou o neutrino e cria uma ligação com o problema da matéria escura, que não emite nem reflete luz, mas é considerada essencial para explicar a formação de galáxias e a massa do Universo.

Ao final, o trabalho sugere que, se a hipótese estiver correta, pode existir uma população significativa de buracos negros primordiais. Isso estaria de acordo com observações astrofísicas e poderia contribuir para explicar a matéria escura ainda não compreendida.