Buracos negros que rodam mais rápido? Culpa pode ser dos misteriosos axiões

Imagine usar buracos negros como “laboratórios” para testar as leis do universo. Assim fizeram investigadores da Universidade de Coimbra para descobrir que partículas hipotéticas, os axiões, podem alterar os processos num buraco negro.

Universidade de Coimbra

Uma investigação realizada pela Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC), em colaboração com a Universidade de Oxford, sugere que partículas chamadas axiões podem alterar o processo de evaporação dos buracos negros.

Este fenómeno ocorre devido ao efeito de Hawking, pelo qual os buracos negros emitem partículas, perdendo gradualmente massa até desaparecerem. O estudo, publicado na prestigiada revista Physical Review Letters, mostra que a emissão de axiões pode mudar radicalmente este processo.

Os axiões são partículas hipotéticas muito leves, eletricamente neutras e fracamente interativas, o que as torna extremamente difíceis de detetar. Foram propostos pela primeira vez na década de 1970 para explicar algumas das propriedades da interação forte. A teoria de cordas, em particular, prevê que existam centenas ou, até mesmo, milhares de espécies de axiões com massas diferentes.

“Simulamos computacionalmente a evaporação de um buraco negro desde os primórdios do universo até aos dias de hoje, tendo em conta a emissão das partículas conhecidas e de um número arbitrário de axiões”, explica João Rosa, investigador da FCTUC, em comunicado.

Os resultados mostram que, ao contrário de outras partículas conhecidas, os axiões podem acelerar a rotação dos buracos negros. Esta rotação influencia a radiação emitida, criando padrões que podem ser medidos.

“Ficámos muito entusiasmados com os resultados que obtivemos, porque percebemos que poderíamos determinar se existem ou não centenas de axiões leves, como prevê a teoria de cordas, simplesmente medindo a velocidade com que os buracos negros primordiais rodam sobre si mesmos”.

Além disso, a evaporação destes buracos negros pode ter espalhado axiões pelo universo, viajando quase à velocidade da luz. Segundo o estudo, estes buracos negros, embora raros, podem ser observados nos próximos anos, oferecendo uma oportunidade única para explorar mistérios fundamentais da física.