O JWST pode ter identificado a “arma fumegante” de um objeto hipotético conhecido como estrela escura no Universo distante. Se essa deteção for confirmada, a descoberta tem potencial para esclarecer vários enigmas da física.
O que é uma estrela escura e por que ela ainda brilha
Apesar do nome sugerir o contrário, uma estrela escura não seria totalmente “apagada”: ela ainda libertaria luz e energia. A diferença é a fonte desse brilho. Em vez de ser alimentada por fusão nuclear, como uma estrela comum, ela seria sustentada por um núcleo onde partículas de matéria escura interagem.
“Estrelas escuras supermassivas são nuvens gigantes e extremamente brilhantes, porém fofas, formadas principalmente por hidrogénio e hélio, que são sustentadas contra o colapso gravitacional por quantidades minúsculas de matéria escura autoaniquilante no seu interior”, afirma Cosmin Ilie, astrofísico da Universidade Colgate, nos EUA.
O que o JWST viu no Universo distante
Pouco depois de o JWST entrar em operação em 2021 e começar a olhar mais para trás no espaço e no tempo do que a humanidade tinha conseguido até então, o telescópio apanhou um cenário inesperado: perto do “amanhecer” do Universo, surgiram objetos que pareciam galáxias enormes numa época em que, literalmente, não teria havido tempo suficiente para crescerem tanto.
Astrofísicos rapidamente propuseram uma explicação possível para parte desses casos: estrelas escuras, que poderiam acumular até um milhão de massas solares, vistas a essa distância, podem aparentar galáxias.
A assinatura a 1,640 Angstrom e a “arma fumegante” da estrela escura
Um novo estudo avaliou o espectro e a morfologia de quatro dos objetos mais distantes já observados - e, segundo a equipa, todos os quatro são compatíveis com uma interpretação por estrela escura.
O aspeto mais intrigante, porém, apareceu num dos alvos: uma característica específica de absorção de luz no comprimento de onda de 1,640 Angstrom. Esse sinal é considerado um forte indicador de estrelas escuras e estaria associado ao hélio ionizado uma vez presente nas suas atmosferas.
“Embora a relação sinal-ruído dessa característica seja relativamente baixa, é a primeira vez que encontramos uma possível assinatura de ‘arma fumegante’ de uma estrela escura. O que, por si só, é notável”, diz Ilie.
Galáxias ou estrelas escuras: o que muda para a matéria escura e os buracos negros
A equipa reconhece que os quatro objetos ainda podem ser lidos como galáxias - mas essa alternativa também traz as suas próprias perguntas.
Na análise morfológica, um dos alvos parece compatível com uma fonte pontual, enquanto os outros três surgem um pouco mais difusos. Isso abre a possibilidade de serem estrelas escuras rodeadas por nebulosas de hidrogénio e hélio ionizados.
Mesmo sendo hipotéticas, as estrelas escuras poderiam ajudar a resolver vários problemas em aberto. Além de oferecer pistas sobre a natureza da matéria escura, o seu fim - em teoria - envolveria o colapso em buracos negros com uma massa inicial muito elevada.
Já foram encontrados buracos negros supermassivos muito cedo na história do Universo, com massas que deveriam ser impossíveis de atingir com base nas teorias atuais de crescimento. As estrelas escuras poderiam funcionar como um atalho para essa formação.
Serão necessárias mais observações para confirmar a identidade desses gigantes distantes - mas, seja qual for a explicação final, eles parecem obrigar uma revisão do que se pensa sobre física.
A pesquisa foi publicada na revista PNAS.
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