Pesquisadores da Universidade da Califórnia propõem que a energia liberada pelo possível decaimento da matéria escura pode explicar o surgimento precoce dos buracos negros supermassivos, detectados pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST) apenas 500 milhões de anos após o Big Bang.

A descoberta de buracos negros gigantescos pelo JWST no Universo primordial reacendeu um antigo enigma cosmológico: como esses objetos atingiram tamanha massa em tão pouco tempo, quando o cosmos ainda era jovem? Modelos tradicionais previam que esse crescimento levaria pelo menos um bilhão de anos, criando uma lacuna entre teoria e observação.

Desde 2022, o JWST vem revelando buracos negros supermassivos em períodos muito anteriores ao esperado, pressionando a comunidade científica a buscar novas explicações para sua formação. A hipótese recente sugere que a matéria escura — responsável por cerca de 85% da matéria do Universo — pode ter sido crucial nesse processo.

De acordo com uma equipe da Universidade da Califórnia, Riverside, a energia liberada pelo decaimento da matéria escura teria impactado profundamente as primeiras galáxias, criando condições propícias para o surgimento desses titãs cósmicos de forma precoce. Essa energia extra poderia acelerar o colapso de nuvens de gás, permitindo a formação direta de buracos negros iniciais.

O colapso direto já era considerado um mecanismo possível, no qual vastas nuvens de gás e poeira se comprimem sem passar pela etapa intermediária de uma estrela massiva. No entanto, esse processo exigiria fontes de energia externas, como radiação de estrelas próximas — algo raro demais para explicar a abundância observada pelo JWST.

A hipótese da matéria escura em decaimento surge como alternativa: mesmo uma quantidade ínfima de energia liberada por partículas instáveis poderia "supercarregar" essas nuvens primordiais, desencadeando o colapso. Para os pesquisadores, essa energia mínima seria suficiente para alterar a química do hidrogênio primordial.

Segundo o portal Space, os físicos Yash Aggarwal e Flip Tanedo argumentam que as primeiras galáxias eram extremamente sensíveis a qualquer injeção energética, funcionando quase como detectores naturais de matéria escura. Assim, os buracos negros supermassivos observados hoje poderiam ser a assinatura indireta desse processo.

O estudo também propõe uma faixa de massa — entre 24 e 27 elétron-volts — para as partículas de matéria escura capazes de produzir esse efeito. Essa estimativa resulta da combinação de conhecimentos em física de partículas, cosmologia e astrofísica, permitindo formular uma teoria consistente para o fenômeno.

Para os autores, o cenário adequado torna muito mais provável a formação de buracos negros por colapso direto nos primórdios do Universo. Com o JWST revelando cada vez mais objetos desse tipo, a hipótese da matéria escura em decaimento pode ser a peça que faltava para aproximar teoria e observação.