Um artigo disponível no servidor de pré-impressão arXiv, que aguarda revisão por pares para publicação, descobriu algo surpreendente sobre um sistema observado na Via Láctea pelo satélite Gaia, da Agência Espacial Europeia (ESA). Uma estrela parecida com o Sol foi vista pela espaçonave orbitando um suposto buraco negro, que, na verdade, pode ser algo muito mais exótico.

Segundo o novo estudo, a companheira escura seria uma estrela bóson: uma estrela composta inteiramente de matéria escura.

Dados da missão Gaia revelam detalhes de corpos e eventos cósmicos que compõem a Via Láctea. Imagem: ESA/Gaia/DPAC

Mapas detalhados de mais de um bilhão de estrelas na Via Láctea foram obtidos pela pesquisa Gaia. Embora quase todas elas tenham se comportado como previsto, esse caso, em específico, chamou a atenção.

A estrela propriamente dita é bem típica, com quase o mesmo peso e aproximadamente a mesma abundância química do nosso Sol. Como sua companheira não emitia nenhuma radiação, a maioria dos astrônomos acreditava se tratar de um buraco negro, o que poderia facilmente explicar o resultado observacional.

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Por que o objeto não seria um buraco negro?

No entanto, a nova pesquisa, conduzida pelos pós-doutorandos em física Alexandre M. Pombo e Ippocratis D. Saltas, do Instituto Central Europeu de Cosmologia e Física Fundamental, na República Tcheca, apontou que essa configuração em particular é altamente incomum. 

Segundo os autores, os buracos negros se formam a partir da morte de estrelas muito massivas, e é improvável que uma estrela como o nosso Sol se forme como parte de um par binário com uma estrela tão massiva. Por isso, eles sugerem que a explicação mais plausível é que o companheiro escuro não seja um buraco negro, mas uma estrela bóson. 

Um buraco negro não rotativo, um buraco negro em rotação e uma estrela bóson como apareceriam para o Event Horizon Telescope (EHT), segundo estudo publicado na revista MNRAS em 2020. Créditos: Olivares et al., MNRAS, 2020

As estrelas bóson são uma consequência de uma forma hipotética de matéria escura. A matéria escura compreende mais de 80% de toda a massa de cada galáxia e é feita de algum tipo de partícula que até agora não é perfeitamente compreensível. 

Algumas teorias dizem que a matéria escura é composta por bósons. No modelo padrão da física de partículas, todas as partículas que constituem a matéria (quarks e elétrons) são férmions, assim como as partículas a elas relacionadas (múon, o taúon e os neutrinos). Por sua vez, todas as partículas que geram forças (fótons, glúons e partículas W e Z) são bósons.

Mas, por causa de sua natureza, as partículas de matéria escura do bóson poderiam facilmente se acumular sobre si mesmas, formando objetos densos e compactos. Esses objetos não emitiriam nenhuma radiação e pareceriam aos observadores externos agir como buracos negros.

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Novas observações se fazem necessárias

A proposta de Pombo e Saltas é considerável por dois motivos. Primeiro, a estrela está definitivamente orbitando algo pequeno, denso e compacto. Isso oferece um teste natural para nossa compreensão da gravidade, conforme a teoria geral da relatividade de Einstein. 

Em segundo lugar, esse pode ser um estudo de caso na natureza das estrelas bósons. Podemos investigar melhor as propriedades desses objetos exóticos e hipotéticos, e usar esse cenário para testar essas ideias.

Não se pode dizer que esse estudo encerra o assunto, haja vista que não existem evidências concretas da existência de estrelas de bósons, nem mesmo de que a matéria escura é realmente formada por algum tipo de bóson. 

Para os autores, no entanto, sua pesquisa serve de base para que observações futuras de sistemas semelhantes possam “investigar a natureza fundamental de objetos compactos e testar alternativas consideráveis para buracos negros”. 

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