Sistema estelar pode abrigar primeira evidência de uma 'Estrela de Matéria Escura' ultra-rara

247 - Astrônomos sempre acreditaram que um peculiar sistema estelar observado pelo satélite Gaia, da Agência Espacial Europeia, era simplesmente um caso de uma estrela orbitando um buraco negro. Mas agora, dois astrônomos estão contestando essa afirmação, descobrindo que as evidências sugerem algo muito mais estranho: possivelmente, um tipo de estrela nunca antes visto, feita de matéria escura invisível. A pesquisa deles, que ainda não foi revisada por pares, foi publicada em 18 de abril no servidor de pré-impressão arXiv.

O sistema em si consiste em uma estrela semelhante ao sol e, bem, algo mais. A estrela pesa um pouco menos que o sol (0,93 massa solar) e tem aproximadamente a mesma abundância química que nossa estrela. Seu misterioso companheiro é muito mais massivo - cerca de 11 massas solares. Os objetos orbitam um ao outro a uma distância de 1,4 unidades astronômicas, aproximadamente a distância na qual Marte orbita o sol, completando uma órbita a cada 188 dias.

Mas o que poderia ser esse companheiro escuro? Uma possibilidade é que seja um buraco negro. Embora isso se encaixe facilmente em termos das observações orbitais, essa hipótese tem desafios. Buracos negros se formam a partir da morte de estrelas muito massivas, e para que esta situação surgisse, uma estrela semelhante ao sol teria que se formar em companhia de uma dessas criaturas monstruosas. Embora não seja completamente impossível, esse cenário requer uma quantidade extraordinária de ajuste fino para fazer a combinação acontecer e manter esses objetos em órbita um ao redor do outro por milhões de anos.

Então, talvez esse companheiro orbital escuro seja algo muito mais exótico, como sugerem os pesquisadores no novo estudo. Talvez, eles propõem, seja um aglomerado de partículas de matéria escura.

A matéria escura é uma forma invisível de matéria que compõe a vasta maioria da massa de todas as galáxias. Ainda não temos uma compreensão sólida de sua identidade. A maioria dos modelos teóricos presume que a matéria escura é distribuída uniformemente em cada galáxia, mas há modelos que permitem que ela se aglomere.

Um desses modelos hipotetiza que a matéria escura é um novo tipo de bóson. Bósons são as partículas que carregam as forças da natureza; por exemplo, um fóton é um bóson que carrega a força eletromagnética. Embora conheçamos apenas um conjunto limitado de bósons no Modelo Padrão da física de partículas, não há nada, em princípio, que impeça o universo de ter muitos mais tipos.

Esses tipos de bósons não carregariam forças, mas ainda assim saturariam o universo. Mais importante, eles teriam a capacidade de formar grandes aglomerados. Alguns desses aglomerados poderiam ser do tamanho de sistemas estelares inteiros, mas alguns poderiam ser muito menores. Os menores aglomerados de matéria escura bosônica poderiam ser tão pequenos quanto estrelas, e esses objetos hipotéticos recebem um novo nome: estrelas bosônicas.

As estrelas bosônicas seriam completamente invisíveis. Porque a matéria escura não interage com outras partículas ou com a luz, só poderíamos detectá-las através da influência gravitacional em seu entorno - como se uma estrela regular orbitasse uma estrela bosônica.

Os pesquisadores apontaram que um modelo simples de matéria escura bosônica poderia produzir estrelas bosônicas suficientes para tornar esse resultado nos dados de Gaia plausível, e que substituir um suposto buraco negro por uma estrela bosônica poderia explicar todos os dados observacionais.

Embora seja improvável que esta seja realmente a descoberta de uma estrela bosônica, os autores ainda incentivam observações de acompanhamento. Mais importante, esse sistema único nos dá uma oportunidade rara de estudar o comportamento da gravidade forte, permitindo-nos examinar a teoria da relatividade geral de Einstein para ver se ela se sustenta. Em segundo lugar, se for uma estrela bosônica, este sistema é o cenário experimental perfeito. Podemos brincar com nossos modelos de estrelas bosônicas e ver o quanto eles conseguem explicar a dinâmica orbital deste sistema e usar essa informação para espiar os cantos escuros do universo. Mantenha-se atualizado com as últimas notícias de ciência, inscrevendo-se em nosso boletim informativo.

Com informações de Live Science.