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Buracos negros enterrados em misteriosas galáxias de ‘pequenos pontos vermelhos’ podem explodir fantasmas cósmicos na Terra
Misteriosos “pequenos pontos vermelhos” descobertos no universo primitivo pelo Telescópio Espacial James Webb poderiam abrigar buracos negros enterrados que disparam “partículas fantasmas” cósmicas de alta energia através do cosmos.
Neutrinos são chamadas de partículas fantasmas porque, como partículas sem carga e quase sem massa, centenas de trilhões delas fluem pelo seu corpo a cada segundo quase à velocidade da luz. Além disso, a fonte de neutrinos de alta energia frequentemente detectados na Terra é um mistério.
E outro mistério cósmico é a existência dos “pequenos pontos vermelhos”, que são galáxias descobertas pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST). Embora comuns cerca de 600 milhões de anos após o Big Bang, estes pontos parecem desaparecer antes de o Universo atingir os 2 mil milhões de anos. Alguns investigadores teorizaram que estas curiosas pequenas galáxias poderiam albergar buracos negros que estão enterrados em espessas mortalhas de poeira cósmica. Se for esse o caso, então os pontos poderiam ser um dos principais contribuintes de neutrinos de alta energia, ligando estes dois mistérios.
Os neutrinos são produzidos quando outras partículas, como prótons, colidem com partículas de luz, ou fótons, ou com diferentes tipos de matéria. Isto geralmente ocorre em ambientes densos em gás, mas as características fantasmagóricas dos neutrinos significam que eles têm pouca dificuldade em escapar para o universo em geral.
Normalmente, os eventos que criam neutrinos de alta energia também dão origem a fótons de alta energia chamados raios gama. No entanto, os neutrinos são tão abundantes como as segundas partículas mais comuns no cosmos que se todas as fontes de neutrinos também criassem raios gama, o fundo de raios gama do nosso universo deveria ser muito maior do que realmente é.
Isso significa que algumas fontes de neutrinos de alta energia devem estar localizadas em ambientes dos quais os raios gama não conseguem escapar facilmente – e é aí que os pequenos pontos vermelhos entram em cena. Esses objetos curiosos exibem muito poucas emissões associadas a jatos galácticos ou outros fluxos. Isto levou esta equipa a assumir que a falta destas emissões, que deveriam vir na forma de raios X e ondas de rádio, é porque os buracos negros e as jatos em Little Red Dots estão enterrados em densos halos de poeira e gás.
“No cenário que consideramos, espera-se que existam fotões abundantes e gás denso em torno do buraco negro central num pequeno ponto vermelho, o que pode permitir que tais colisões ocorram de forma eficiente”, disse o líder da equipa, Riku Kuze, da Universidade de Quioto. disse em um comunicado.
Kuze e colegas estimaram a contribuição que os pequenos pontos vermelhos poderiam acrescentar ao fundo de neutrinos do Universo. Isto revelou que, caso a aceleração das partículas ocorresse nos buracos negros enterrados dentro dos pontos, estes ambientes poderiam produzir neutrinos de alta energia para contribuir com uma fração significativa da energia de alta energia. fundo de neutrinos observado na Terra. Isso ao mesmo tempo suprimiria o escape de raios gama.
“Embora seja difícil observar diretamente os objetos individuais, acreditamos que este estudo é significativo porque é o primeiro a demonstrar que, dada a sua abundância, estas pequenas galáxias vermelhas podem ser responsáveis por uma parte dos neutrinos de alta energia observados,” disse Kuze.
Os neutrinos vêm em mais de um tipo ou sabor; assim, o próximo passo da equipe será determinar a proporção de sabores de neutrinos gerados por buracos negros enterrados nos pequenos pontos vermelhos e determinar se isso corresponde às abundâncias cósmicas testemunhadas.
A pesquisa da equipe foi publicada na revista Revisão Física D.
