Unele dintre cele mai vechi din univers găuri negre trec peste cartierul nostru cosmic cel puțin o dată la fiecare deceniu, mișcând planetele în urma lor, sugerează un nou studiu. Și dacă oamenii de știință le pot detecta, ar oferi prima dovadă că aceste găuri negre există ca materie întunecată.
Găuri negre, regiuni de gravitație imensă care chiar captează lumina, sunt unele dintre cele mai bizare obiecte ale cosmosului. Dar, probabil, cele mai ciudate dintre ele sunt găuri negre primordiale (PBH-uri). Astronomii au emis ipoteza că PBH-urile s-au format atunci când regiunile dense și fierbinți ale spațiului s-au prăbușit în secunda imediat următoare Big bang.
În funcție de momentul în care s-au născut în acest interval de o secundă, PBH-urile sunt proiectate să aibă mase variind de la o sută de miime din masa unei agrafe până la cea de 100.000 de sori. Dar unii oameni de știință cred că PBH-uri cu mase între asteroizi ca Juno și Eros sunt cele mai importante deoarece pot fi în primul rând alcătuite din materie întunecatăun material misterios care lipește componente ale galaxiilor.
Există totuși o problemă. Nicio observație astronomică nu a identificat vreodată în mod definitiv găurile negre de acest tip și masă (care, în ciuda masei lor asemănătoare asteroizilor, sunt „între dimensiunea unei molecule de hidrogen și dimensiunea unei bacterii obișnuite”, autorii studiului Tung Tran, Sarah Geller, Benjamin Lehmann și David Kaiser – toți cercetători de la Centrul pentru Fizică Teoretică de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts – au scris într-un e-mail comun către Live Science).
Dacă un astfel de PBH ar întâlni Pământul, nu ar distruge planeta. Cu toate acestea, noul studiu, publicat pe 28 decembrie 2023 în baza de date preprint arXivsugerează că PBH ar trebui să afecteze subtil obiectele din sistem solar. Dacă „un PBH zboară pe lângă o planetă, aceasta începe să se clătinească sau să se balanseze ușor în jurul drumului pe care îl urma înainte de zbor”, au scris autorii în e-mail.
Asta înseamnă că distanțele planetelor față de soare – sau față de noi – se vor schimba în timp. Măsurarea acestor oscilații periodice la distanță ar putea dezvălui trecerea unui PBH.
Legate de: Telescopul James Webb descoperă cea mai veche gaură neagră din univers
Pentru a ajunge la această concluzie, cercetătorii au calculat mai întâi cât de aproape ar trebui să treacă un PBH pe lângă un obiect din sistemul solar pentru a-și modifica mișcarea. Ei au descoperit că această distanță ar putea fi foarte mare – cât câteva unități astronomice sau AU. (O UA este distanța de la Pământ la Soare.)
Folosind date despre pozițiile planetelor și anumitor luni din Baza de date JPL Horizons (care înregistrează pozițiile a 1 milion de obiecte suplimentare din sistemul solar), cercetătorii au efectuat simulări pentru a calcula modul în care s-ar schimba traiectorii planetelor sau lunilor, presupunând că un PBH cu masa unui asteroid se află la 2 UA de Soare. Pe o perioadă de ani, orbitele planetelor și lunilor s-ar clătina cu aproximativ 1 sau mai mulți inci sau chiar câțiva metri.
Cu toate acestea, detectarea efectivă a acestor vibrații și confirmarea că acestea sunt rezultatul zburărilor PBH va fi extrem de dificilă. Se pare că avem măsurători destul de precise ale distanței anumitor obiecte cerești de Pământ, datorită numeroaselor misiuni spațiale – de exemplu, rovere marțiane au ajutat la calibrarea distanței Pământ-Marte la 4 inci (10 centimetri). Dar nu este cazul altor corpuri cerești. Marjele de eroare ale unor măsurători sunt foarte asemănătoare cu distanțele cu care planetele ar fi probabil împinse de un PBH, potrivit studiului.
Deci, chiar dacă traseele unor astfel de obiecte s-ar schimba, astronomii nu ar putea spune dacă a fost din cauza unei erori de instrument sau a unei PBH reale. Ceea ce este nevoie, au spus cercetătorii, sunt simulări mai precise și observații de calitate superioară.