Uma frota de minúsculas naves espaciais poderia provar a existência de um buraco negro primordial no Sistema Solar externo – de acordo com duas propostas independentes. O buraco negro primordial pode estar desempenhando o papel gravitacional do “Planeta Nove”, que é um mundo hipotético que poderia explicar as órbitas incomuns de certos objetos do cinturão de Kuiper (KBOs) no Sistema Solar externo.
Órbitas desses KBOs sugerem que um corpo algumas vezes mais massivo que a Terra que atualmente reside a cerca de 500 UA do Sol em direção à constelação de Órion. As pesquisas pelo Planeta Nove surgiram vazias – mas isso não é surpresa, porque a essa distância, mesmo um planeta grande e reflexivo dificilmente seria detectável com o tipo de telescópio de amplo campo de visão usado para pesquisas em grandes áreas.
Essa falta de detecção levou alguns a especular que o Planeta Nove não é um planeta, mas um buraco negro menor que o seu punho. Embora improvável, isso foi sugerido em 2019 por Jakub Scholtz, da Universidade de Durham, no Reino Unido, e James Unwin, da Universidade de Chicago, nos EUA. Eles argumentam que o campo gravitacional que perturba as órbitas desses KBOs pode se originar de um buraco negro primordial capturado pelo Sol bilhões de anos atrás.
Embora seja impossível detectar um objeto desses com telescópios, ele pode ser revelado por uma pesquisa mais agressiva, diz Edward Witten, da Universidade de Princeton, nos EUA. Em um artigo publicado no servidor de pré-impressão arXiv, ele sugere que um buraco negro de poucas massas terrestres possa ser detectado lançando uma frota de centenas ou milhares de sondas leves na direção do objeto.
Propulsão a laser terrestre
Sua proposta é uma versão mais modesta do projeto Breakthrough Starshot, que tem como objetivo enviar sondas ultraleves (cerca de 1 g) em uma jornada de 20 anos para a estrela vizinha Alpha Centauri usando uma matriz de laser terrestre para aumentar a velocidade da espaçonave para 20% do velocidade da luz (0.2c).
Usando um sistema semelhante, Witten calcula que uma jornada de 10 anos para 500 UA poderia ser alcançada a 0,001c com naves espaciais muito maiores (cerca de 100 g) – necessitando de um feito menos assustador de miniaturização. Isso ainda é 20 vezes a velocidade da sonda New Horizons da NASA, enviada para Plutão.
Espalhando uma série de sondas na direção geral do hipotético buraco negro, algumas sortudas podem passar a dezenas de UA do objeto, acelerando um pouco ao fazê-lo. Se as sondas enviarem sinais regulares e cronometrados de volta à Terra, o campo gravitacional do buraco negro causaria um prolongamento do intervalo entre os pulsos.
Witten calcula que, para detectar o buraco negro usando esse esquema, as medições de tempo das sondas precisariam ser precisas em cerca de 10 a 5 s ao longo de um ano. Isso está dentro das habilidades dos relógios atômicos existentes, mas é difícil imaginar como esses dispositivos poderiam ser espremidos em naves espaciais de 100 g.
“Está longe de ficar claro que essa abordagem é prática ou que é a melhor maneira, mesmo que seja prática”, admite Witten.
Deflexões transversais
Em resposta à proposta de Witten, Scott Lawrence e Zeeve Rogoszinski, da Universidade de Maryland nos EUA, desenvolveram uma abordagem alternativa, que eles descreveram no arXiv. Ele acaba com a necessidade de sistemas de temporização a bordo e depende da detecção de desvios transversais das trajetórias das sondas causadas pelo buraco negro.
Enquanto as acelerações no esquema de Witten agem apenas enquanto as sondas estão próximas do buraco negro, deslocamentos laterais como os considerados por Lawrence e Rogoszinski são permanentes e aumentam com o tempo. Um deslocamento de 1000 km levaria vários anos para se acumular e, a uma distância de 500 UA, a dupla calcula que seria detectável da Terra usando interferometria de linha de base muito longa em altas frequências de rádio. Embora essa abordagem evite a necessidade de relógios atômicos espaciais, conseguir que as sondas transmitam ou apenas reflitam esses sinais seria um desafio significativo.
E ainda assim tudo pode ser por nada. Em outra contribuição ao arXiv, Thiem Hoang, do Instituto de Ciências Espaciais e Espaciais da Coréia, e Abraham Loeb, da Universidade de Harvard, nos EUA, apontam que ambas as propostas tratam a sonda como sujeita apenas à gravidade. Na realidade, forças de arrasto e eletromagnéticas do meio interestelar desigual também perturbariam as trajetórias das sondas, sobrecarregando o sinal do buraco negro.
O astrônomo Mike Brown, da Caltech, nos EUA, que com Konstantin Batygin previu a existência do Planeta Nove a partir das órbitas dos KBOs, considera as propostas interessantes, mas, no final das contas, desnecessárias.
“Eu geralmente amo essas idéias, mas não há motivo para pensar que o Planeta Nove seja um buraco negro”, diz Brown. “Ainda estamos procurando. Se não encontrarmos o Planeta Nove em nenhuma das pesquisas dedicadas, suspeito que ele apareça muito rapidamente no LSST [o Grande Telescópio de Pesquisa Sinóptica, agora chamado Observatório Vera C Rubin], embora agora não tenha certeza. quando isso vai acontecer. ”
Publicado em 21/05/2020 07h00
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