Estrelas escuras podem ter sido descobertas pelo Telescópio Espacial James Webb
Um grupo de três astrofísicos, composto por dois pesquisadores da Universidade Colgate e um da Universidade do Texas, utilizou dados do Telescópio Espacial James Webb (JWST) para descobrir evidências de estrelas escuras. Seu estudo, publicado nos Anais da Academia Nacional de Ciências, envolveu a análise de três galáxias observadas pelo JWST e sua possível relação com as estrelas escuras.
Em 2007, Katherine Freese, juntamente com Douglas Spolyar e Paolo Gondolo, propuseram o conceito de estrelas escuras. Ao contrário das estrelas convencionais alimentadas pela fusão nuclear, as estrelas escuras dependem da matéria escura para sua energia. Desde então, os cientistas vêm explorando essa ideia, construindo modelos para visualizar sua aparência e delineando um conjunto de características que essas estrelas podem possuir. Em sua pesquisa recente, Cosmin Ilie, Jillian Paulin e Katherine Freese identificaram três candidatos nos dados do JWST que se alinham com essas características.
De acordo com as sugestões da equipe, as estrelas escuras provavelmente se formaram durante os estágios iniciais do universo. Assim como as estrelas comuns, elas seriam compostas principalmente de hidrogênio e hélio. No entanto, as estrelas escuras também conteriam uma quantidade significativa de matéria escura, que serviria como fonte de energia, dispensando a fusão nuclear. Se essas estrelas realmente existem, seriam consideravelmente maiores do que os tipos de estrelas observados, podendo se assemelhar a galáxias quando observadas a partir de telescópios na Terra.
Os candidatos a estrelas escuras examinados, nomeadamente JADES-GS-z11, z12 e z13-0, apresentaram fortes características descritas, apoiando ainda mais a teoria da equipe. Além disso, a inconsistência desses três candidatos a estrelas escuras com as teorias estabelecidas sobre galáxias tradicionais fortalece ainda mais a hipótese.
(Top Row: Painéis A–C) Regiões de ajuste ótimo no espaço de parâmetros z vs μ (magnificação) para ajustes SMDS aos dados fotométricos de JADES-GS-z11-0, JADES-GS-z12-0 e JADES-GS-z13-0. O mapa de calor é codificado por cores de acordo com o valor do χ 2 e é cortado (acinzentado) no valor crítico correspondente a 95% de nível de confiança. Além de rotular o objeto, o título em cada painel inclui a massa e o mecanismo de formação para o modelo SMDS considerado. (Fila Inferior: Painéis D–F) Para cada caso, plotamos nossos melhores ajustes de SEDs em relação aos dados fotométricos de (27) em cada banda. Os títulos incluem os valores dos parâmetros relevantes e χ 2. Cada banda é visualmente representada por suas curvas de transmissão, codificadas por cores e plotadas na parte inferior dos gráficos SED. Crédito: Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2305762120
Além disso, os pesquisadores propuseram que as estrelas escuras, com o passar do tempo, sofrem um colapso gravitacional, transformando-se em buracos negros supermassivos. Isso poderia explicar a abundância de buracos negros observados no universo. A ausência de observações anteriores de estrelas escuras pode ser atribuída à capacidade limitada dos astrônomos de observar até tempos mais remotos, até a implantação do JWST.
As estrelas escuras têm despertado grande interesse na comunidade científica devido às suas características únicas e ao potencial papel que desempenham no universo. Essas estrelas são teorizadas como sendo alimentadas principalmente por matéria escura, uma forma de matéria que não interage com a luz nem com outras formas de matéria comuns. Isso as torna extremamente desafiadoras de serem detectadas e estudadas.
A teoria das estrelas escuras surgiu como uma alternativa intrigante à ideia convencional de estrelas alimentadas por fusão nuclear. Em vez disso, propõe-se que a matéria escura, que representa cerca de 85% da matéria total do universo, desempenhe um papel fundamental na formação e no sustento dessas estrelas. Acredita-se que, durante as fases iniciais do universo, quando as condições eram diferentes das atuais, as estrelas escuras pudessem ter se formado em maior quantidade.
As observações realizadas pelo Telescópio Espacial James Webb têm desempenhado um papel crucial na busca por evidências das estrelas escuras. Essa nova geração de telescópio, lançada em 2021, possui tecnologia avançada que permite observações mais precisas e a coleta de dados em diferentes faixas do espectro eletromagnético. Com sua capacidade de enxergar além do alcance dos telescópios anteriores, o JWST tem proporcionado aos cientistas a oportunidade de investigar regiões mais remotas do universo e examinar objetos celestes com maior detalhamento.
As três galáxias identificadas pelos pesquisadores no estudo mencionado revelaram características consistentes com a presença de estrelas escuras, fornecendo uma evidência promissora para a existência desses objetos cósmicos. Além disso, o fato de esses candidatos a estrelas escuras não se adequarem às teorias estabelecidas sobre galáxias convencionais ressalta a importância de continuar explorando essa área de pesquisa.
A compreensão das estrelas escuras pode ter implicações significativas para a cosmologia e para o nosso entendimento da matéria escura. A investigação desses objetos estelares peculiares pode ajudar a responder a perguntas fundamentais sobre a formação e a evolução do universo, bem como fornecer insights sobre a natureza da matéria escura e sua influência na estrutura e nas interações do cosmos.
Com a continuação das observações e o avanço das pesquisas, espera-se que mais evidências sobre as estrelas escuras sejam descobertas. Essa linha de estudo emocionante promete trazer novos conhecimentos sobre a complexidade e a diversidade do universo em que vivemos, ampliando nossas fronteiras de compreensão e revelando segredos até então ocultos nas profundezas do espaço. [Phys]
