Telescópio James Webb captura evidências de misteriosas “estrelas negras”
Três objetos detectados pelo Webb foram identificados em dezembro passado como algumas das primeiras galáxias conhecidas do universo, mas, segundo os pesquisadores, podem ser estrelas escuras
Cientistas têm procurado nos últimos 15 anos evidências de um tipo de estrela apenas hipotética, mas nunca observada – alimentada não pela fusão de átomos como o Sol e outras estrelas comuns, mas por um material misterioso chamado de matéria escura.
Graças à capacidade do Telescópio Espacial James Webb de espiar o início do universo, os primeiros bons candidatos a serem “estrelas negras” foram identificados.
Os três objetos detectados pelo Webb, que foi lançado em 2021 e começou a coletar dados no ano passado, foram inicialmente identificados em dezembro de 2022 como algumas das primeiras galáxias conhecidas do universo, mas, segundo os pesquisadores, podem, na verdade, ser enormes estrelas escuras.
A matéria escura, material invisível cuja presença é conhecida principalmente com base em seus efeitos gravitacionais em escala galáctica, seria um ingrediente pequeno, mas crucial nas estrelas escuras.
Essas estrelas são descritas como feitas quase inteiramente de hidrogênio e hélio – os dois elementos presentes durante a infância do universo – com 0,1% de sua massa na forma de matéria escura. Mas a matéria escura autoaniquiladora seria o motor deles.
A matéria escura é invisível para nós – ela não produz nem interage diretamente com a luz – mas acredita-se que represente cerca de 85% da matéria do universo, com os 15% restantes compreendendo matéria normal como estrelas, planetas, gás, poeira e coisas terrestres, como pizza e pessoas.
As estrelas escuras seriam capazes de atingir uma massa pelo menos um milhão de vezes maior que a do Sol e uma luminosidade pelo menos um bilhão de vezes maior, com um diâmetro de aproximadamente dez vezes a distância entre a Terra e o Sol.
“Eles são grandes animais inchados”, disse Katherine Freese, astrofísica teórica da Universidade do Texas em Austin e autora sênior da pesquisa publicada na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Eles são feitos de matéria atômica e alimentados por um pouco de matéria escura que está dentro deles”, acrescentou Freese.
Ao contrário das estrelas comuns, elas seriam capazes de ganhar massa acumulando gás que caem nelas no espaço.
“Eles podem continuar a aumentar o gás circundante quase indefinidamente, atingindo o status supermassivo”, disse o astrofísico da Universidade Colgate e principal autor do estudo, Cosmin Ilie.
Elas não seriam tão quentes quanto a primeira geração de estrelas comuns do universo. Foi a fusão nuclear ocorrida nos núcleos dessas estrelas que gerou elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio.
Os três objetos apontados como potenciais estrelas escuras datam do início da história do universo – um de 330 milhões de anos após o evento do Big Bang que fez o cosmos girar 13,8 bilhões de anos atrás, e os outros de 370 milhões de anos e 400 milhões de anos após o Big Bang. Bang.
Com base nos dados do Webb, esses objetos podem ser galáxias primitivas ou estrelas escuras, disse Freese.
“Uma estrela escura supermassiva é tão brilhante quanto uma galáxia inteira, então pode ser uma ou outra”, acrescentou Freese.
Embora não haja dados suficientes para fazer um julgamento definitivo sobre esses três, disse Freese, Webb pode ser capaz de obter dados mais completos sobre outros objetos primordiais semelhantes que poderiam fornecer evidências de uma estrela negra.
As condições no início do universo podem ter sido propícias à formação de estrelas escuras, com altas densidades de matéria escura nos locais das nuvens formadoras de estrelas de hidrogênio e hélio. Tais condições são altamente improváveis hoje.
Freese e dois colegas propuseram pela primeira vez a existência de estrelas negras em 2008, baseando o nome na música “Dark Star”, de Grateful Dead, dos anos 1960.
“Seria realmente super emocionante encontrar um novo tipo de estrela com um novo tipo de fonte de calor”, disse Freese. “Isso pode levar à detecção das primeiras partículas de matéria escura. E então você pode aprender sobre as propriedades das partículas de matéria escura estudando uma variedade de estrelas escuras de diferentes massas.”
