Planeta Marte pode nos ajudar a estudar matéria escura e buracos negros primordiais

O planeta Marte chama atenção por diversos motivos como, por exemplo, ser o alvo preferido de agências espaciais para mandar sondas. Além disso, Marte também tem sido considerado como o próximo destino de empresas como SpaceX para levar a humanidade até lá. No céu, o planeta também chama atenção como sendo um pontinho vermelho no céu que o fez receber o famoso apelido de planeta vermelho e ser nomeado com mesmo nome do deus da guerra.

Por ser vizinho da Terra, Marte tem algumas semelhanças com o nosso planeta que vem desde a época de sua formação. Uma das semelhanças é que ambos estão dentro da zona habitável do Sol onde seria possível existência de água na forma líquida. Outra semelhança é que Marte também é um planeta rochoso apesar de ser bem menor do que o nosso planeta. Recentemente, observações da sonda Perseverance encontraram evidências que pode ter existido água no passado de Marte.

Um novo estudo chama a atenção porque indica que Marte pode nos dar muito mais informações do que achávamos. Segundo artigo de grupo do MIT, buracos negros primordiais podem interagir com o planeta vermelho e causar algumas perturbações na órbita. Essas perturbações poderiam ser detectadas em dados de astrometria indicando se houve interação ou não. Além disso, poderia informar sobre a relação de buracos primordiais e matéria escura.

Marte

Marte é o quarto planeta do Sistema Solar e um dos vizinhos do nosso planeta Terra assim como Vênus. Ele aparece no céu noturno como um ponto vermelho devido à sua superfície ser avermelhada com a presença de óxido de ferro. A atmosfera marciana é mais fina e composta por dióxido de carbono fazendo com que as temperaturas cheguem à -125 ºC nas regiões mais polares. Apesar da atmosfera fina, o planeta tem tempestades de poeira com frequência.

As famosas sondas Curiosity e Perseverance foram enviadas à superfície do planeta Marte para estudar a composição do planeta. Além disso, a NASA também fez testes com o helicóptero Ingenuity para testar vôo na atmosfera marciana. Algumas descobertas das sondas indicaram que Marte pode ter tudo condições melhores em um passado distinto e até mesmo existência de vida microbiana.

Buracos negros primordiais

Um dos trabalhos principais do físico Stephen Hawking foi a introdução de buracos negros primordiais. Segundo Hawking, esses objetos seriam buracos negros que teriam se formado nos primeiros momentos do Big Bang. Eles se formariam quando flutuações de densidade foram rapidamente expandidas e colapsando formando buracos negros de diferentes tamanhos. Inclusive buracos negros com tamanhos atômicos que poderiam viajar pelo Universo em velocidades próximas a da luz.

Por serem extremamente pequenos, esses objetos emitiriam radiação Hawking o suficiente para impedir a acreção. Dessa forma, seria possível que eles passassem por planetas e estrelas sem ocorrer acreção e interagindo apenas gravitacionalmente. Pela dificuldade de encontrar objetos tão pequenos e com massas relativamente pequenas, até hoje nenhum buraco negro primordial foi encontrado e alguns físicos sugerem que eles já teriam evaporado há muito tempo.

Matéria escura

No entanto, o estudo de buracos negros primordiais chama atenção de astrofísicos por ter uma relação com matéria escura. A matéria escura é uma forma de matéria que não interage com a luz e é observada indiretamente através de interações gravitacionais nas galáxias e aglomerados de galáxias. Ainda não sabemos qual é a natureza da matéria escura mas diferentes hipóteses, inclusive com buracos negros primordiais, existem.

A hipótese sugere que buracos negros primordiais podem constituir parte da matéria escura já que só interação gravitacional existiria. Uma evidência seria a existência de lentes gravitacionais que são distorções da luz na presença de matéria. Caso matéria escura fosse constituída de buracos negros primordiais poderia explicar as lentes gravitacionais que são observadas. Uma forma de observá-los seria através de ondas gravitacionais e interação com outros objetos.

Interação com Marte

Com isso, um grupo de astrofísicos do MIT concluíram que o planeta Marte pode ser um ótimo laboratório de estudo de matéria escura e buracos negros primordiais. Segundo eles, buracos negros primordiais poderiam passar pelo planeta fazendo com que alterasse levemente a órbita dele. Com dados que medem a distância de Terra e Marte com precisão alta, seria possível estimar propriedades desses buracos negros primordiais.

A ideia seria que isso tornaria possível estimar a quantidade de matéria escura na região da Via Láctea onde o Sistema Solar. Fazendo a comparação, eles conseguiriam obter uma resposta se buracos negros primordiais são responsáveis pela matéria escura ou não. Simulações computacionais realizadas pelo grupo mostram que buracos negros primordiais passando por Marte poderiam ser mais comuns do que achamos.

Buraco negro ou não?

Apesar disso, outros corpos astronômicos poderiam fazer com que a órbita de Marte ficasse levemente alterada. Asteroides e cometas seriam alguns dos corpos que dependendo da distância poderiam interferir levemente. O obstáculo se tornaria então provar que qualquer variação na órbita viesse de buracos negros primordiais e excluir todos os outros objetos que poderiam causar efeito semelhante.

Referência da notícia:

Tran et al. 2024 Close encounters of the primordial kind: A new observable for primordial black holes as dark matter Physical Review D