Uma estrela recém-descoberta é tão grande, brilhante e estranha que sua aparência pode estar nos apontando para um aglomerado de matéria escura no céu.
Nomeado Mothra por seus descobridores, parece estranhamente brilhante no céu, pelos 10,4 bilhões de anos que levou para chegar até nós. Isso o coloca na classe de estrelas “kaiju” extremamente raras: estrelas monstruosas distantes com brilho aparente anormalmente grande, de acordo com uma equipe liderada pelo astrofísico José Diego, do Conselho Nacional de Pesquisa da Espanha na Espanha.
A descoberta foi detalhada em um artigo de pré-impressão publicado no arXiv.
Uma outra estrela foi identificada nesta categoria e é significativamente mais brilhante que Mothra. Seu nome é Godzilla, também descoberto por Diego e seus colegas, e foi identificada como a estrela mais luminosa conhecida no céu.
Apesar de suas diferenças, as duas estrelas têm algumas semelhanças intrigantes que sugerem que bolhas maciças de matéria escura estão à espreita no espaço entre nós e elas.
Diego e sua equipe dizem que esta pode ser uma sonda que impõe restrições à matéria escura, o que, por sua vez, pode nos ajudar a definir o que a matéria escura realmente é.
Mothra – mais formalmente conhecido como EMO J041608.8-240358 – foi descoberta em observações da galáxia distante coletadas pelo Telescópio Espacial James Webb. Mesmo o James Webb, por mais poderoso que seja, normalmente lutaria para escolher estrelas individuais em tais vastos abismos de espaço e tempo; mas a região do espaço foi fortemente ampliada por uma lente gravitacional.
Estas ocorrem devido à curvatura do espaço-tempo em torno de um objeto massivo no espaço, como uma galáxia ou aglomerado de galáxias. Qualquer luz que viaje por esse espaço-tempo curvo pode ficar distorcida, duplicada e ampliada. Essa peculiaridade do cosmos, prevista pela teoria da relatividade geral de Einstein, nos permite ver objetos mais distantes com muito mais detalhes do que a distância normalmente permitiria.
Tanto Godzilla quanto Mothra estão em seções do espaço distorcidas por aglomerados de galáxias entre nós e eles. Isso fornece alguma ampliação, fazendo com que as estrelas pareçam mais brilhantes. E elas eram objetos brilhantes para começar.
Os pesquisadores vasculharam dados de arquivo do Telescópio Espacial Hubble e encontraram duas observações que capturaram a estrela, feitas com seis meses de intervalo em 2014.
Ao combinar esses dados com os dados do James Webb, a equipe conseguiu descobrir as propriedades da estrela. De acordo com os cálculos de Diego e seus colegas, Mothra é provavelmente um binário composto por duas estrelas supergigantes, uma vermelha e outra azul.
A estrela vermelha é mais fria e mais fraca, cerca de 5.000 Kelvin, com uma luminosidade de 50.000 Sóis. A estrela azul atinge 14.000 Kelvin muito mais quentes e uma luminosidade de cerca de 125.000 sóis.
Mas o que é interessante é a ampliação. O aglomerado de galáxias sozinho não pode explicar a ampliação de Mothra, que a equipe descobriu ser um fator de pelo menos 4.000. Há algo mais próximo da estrela, dando-lhe um aumento adicional de ampliação.
Com um pouco mais de processamento de números, a equipe descobriu que, seja lá o que for, é do tamanho de uma galáxia anã ou aglomerado de estrelas – entre 10.000 e 2,5 milhões de vezes a massa do Sol. Mas não podemos vê-lo; simplesmente não aparece nas observações do James Webb ou do Hubble.
Isso sugere, diz a equipe, que o objeto pode ser uma galáxia anã quase inteiramente composta de matéria escura. Tal objeto não é inédito. A matéria escura é a cola invisível do Universo, e a maioria das galáxias tem mais matéria escura do que matéria normal. E os cientistas identificaram objetos que parecem ser feitos principalmente do material misterioso.
A detecção potencial das bolhas de matéria escura de Godzilla e Mothra, no entanto, sugere que elas podem ser relativamente comuns no Universo. E as lentes podem ser os meios que usamos para encontrá-los. Isso, por sua vez, poderia ajudar a impor restrições à matéria escura.
“A existência deste mililens é totalmente consistente com as expectativas do modelo padrão de matéria escura fria”, escrevem Diego e sua equipe. “Por outro lado, a existência de uma subestrutura tão pequena em um ambiente de aglomerado tem implicações para outros modelos de matéria escura”.
Por exemplo, exclui a existência de matéria escura quente e matéria escura axion – duas outras teorias – fora de uma faixa de massa específica. Descobertas futuras de estrelas kaiju podem ajudar a reduzi-lo ainda mais.
Talvez a arma fumegante da matéria escura seja um sistema estelar triplo chamado Ghidorah.
Publicado em 07/08/2023 18h37
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