Um estudo liderado por pesquisadores da Yale University conclui que halos de matéria escura com auto-interações intensas não exibem o chamado “travamento de núcleo” — fenômeno considerado típico em modelos tradicionais. O trabalho, assinado por Frank C. van den Bosch e Shashank Dattathri e divulgado em fevereiro de 2026, sugere que objetos massivos no interior das galáxias podem afundar rapidamente até o centro e, ao fazê-lo, acelerar o colapso do núcleo escuro.

A descoberta tensiona uma expectativa difundida na astrofísica das últimas duas décadas: a de que halos com densidade aproximadamente constante no centro tenderiam a “frear” a migração de aglomerados estelares ou buracos negros supermassivos, fenômeno conhecido como core stalling.

O debate remonta aos anos 1990, quando simulações baseadas no modelo de matéria escura fria (CDM) previram halos com perfis centrais íngremes — os chamados cusps. Observações de galáxias anãs e de baixo brilho superficial, porém, apontaram para centros mais suaves, quase uniformes, reacendendo a discussão sobre a física da matéria escura.

Entre as alternativas propostas está a hipótese de matéria escura auto-interagente (SIDM), apresentada no início dos anos 2000, segundo a qual partículas escuras colidem entre si, redistribuindo energia e formando grandes núcleos isotérmicos. Esses núcleos, em princípio, favoreceriam o travamento de objetos massivos antes que atingissem o centro.

O novo estudo mostra que essa intuição pode estar errada — ao menos quando as auto-interações são suficientemente fortes.

Os autores utilizaram simulações N-body idealizadas com até 1 milhão de partículas para comparar três tipos de halos: um perfil do tipo NFW com núcleo gerado por auto-interações, e dois halos com perfis de dupla lei de potência, conhecidos por exibirem travamento e instabilidade dipolar em cenários sem colisões.

Ao introduzir uma seção de choque de 25 cm²/g — valor elevado, mas útil para explorar o regime físico — observaram que o gradiente da função de distribuição em energia torna-se exponencial e “sem inflexões”; o torque dinâmico responsável pelo travamento desaparece; objetos massivos não estagnam no raio do núcleo, mas afundam até o centro; o processo catalisa um colapso gravitotérmico acelerado.

O resultado tem consequências diretas para a formação e fusão de buracos negros supermassivos (SMBHs). Em galáxias anãs — frequentemente associadas a núcleos escuros — muitos núcleos estelares aparecem deslocados do centro de massa. Esse desalinhamento vinha sendo explicado por efeitos como instabilidade dipolar e dynamical buoyancy.

Se, porém, halos com auto-interações suprimem esses mecanismos, buracos negros tenderiam a permanecer estáveis no centro, favorecendo a formação de binárias compactas e aumentando a taxa de fusões.

Isso impacta estimativas de eventos detectáveis por missões como a Laser Interferometer Space Antenna (LISA), prevista para medir ondas gravitacionais de baixa frequência. Parte das projeções atuais pode estar superestimada ou subestimada por não considerar adequadamente a física de núcleo em diferentes regimes de matéria escura.

Outro ponto central é o chamado colapso de núcleo. Em sistemas auto-interagentes, a condução de calor pode levar a uma contração progressiva — análoga ao colapso gravitotérmico em aglomerados globulares.

Nas simulações, a presença de um objeto massivo atuou como catalisador desse processo. Ao transferir energia para o halo durante o afundamento, ele intensificou a contração central.

“Um perturba dor massivo não apenas atinge o centro — ele reorganiza profundamente o núcleo”, escrevem os pesquisadores.

O estudo sugere que a posição e a dinâmica de buracos negros, aglomerados globulares e núcleos estelares podem servir como sondas observacionais da física microscópica da matéria escura.

Em vez de perguntar apenas se há núcleo ou cusp, a questão passa a ser: qual é a estrutura detalhada da função de distribuição no centro do halo?

Se observações futuras mostrarem travamento persistente ou deslocamentos estáveis em núcleos galácticos, isso poderá limitar a intensidade das auto-interações. Se, ao contrário, objetos massivos tenderem sistematicamente a ocupar o centro, o resultado pode favorecer cenários SIDM mais fortes.

Num campo em que a matéria escura segue invisível, a dinâmica gravitacional continua sendo a principal pista. E, ao que tudo indica, o centro das galáxias pode guardar mais segredos do que se supunha.