Uma dieta de matéria escura pode estar tornando algumas estrelas efetivamente imortais: WebCuriosos

No nosso Universo em rápida expansão, a vida das estrelas segue faixas bem gastasfundindo hidrogênio e depois hélio antes inchaço em tamanho até esgotarem os seus combustíveis nucleares e entrarem em colapso, não sendo mais capazes de resistir à força da gravidade.

Mas algumas estrelas na região mais interna da nossa Via Láctea, muito próximas da centro galácticopodem estar trilhando seu próprio caminho, exibindo propriedades estranhas que não se enquadram na nossa imagem padrão da evolução estelar.

Uma nova pesquisa sugere que essas anomalias podem ser alimentadas principalmente pela matéria escura, em vez de fusão nuclear – com aquela matéria escura ‘reabastecendo’ as estrelas e tornando-as praticamente antigas em comparação.

Usando um modelo computacional de evolução estelar, pesquisadores da Universidade de Estocolmo, na Suécia, e da Universidade de Stanford, na Califórnia, simularam uma população de estrelas girando em torno do centro galáctico da Via Láctea, comparando como elas evoluíram com e sem injeção de matéria escura.

O modelo deles prevê a existência de uma nova classe de estrelas pesadas que são mantidas “acesas” não apenas por pequenas quantidades de fusão de núcleos atômicos, mas também pela aniquilação de um “efetivamente infinito“fornecimento de partículas de matéria escura colidindo com a antimatéria.

Liberando uma mistura quente de fótons e elétrons, esta reação exótica poderia fornecer pressão suficiente para impedir o colapso da estrela por potencialmente até 100 vezes o tempo de vida de uma estrela mais típica, tornando-as praticamente imortais.

“O interior da Galáxia é exatamente onde a densidade da matéria escura é alta o suficiente para que a aniquilação da matéria escura substitua substancialmente a fusão nuclear como fonte de energia estelar, permitindo que as estrelas permaneçam jovens para sempre, apesar da sua idade avançada”, disse Isabelle John, estudante de pós-graduação em astrofísica na Universidade de Estocolmo e colegas escreva em sua pré-impressãoque não foi revisado por pares.

O centro galáctico da Via Láctea é extremamente brilhante, tornando a região muito difícil de visualizar, e as estrelas parecem mais jovens do que as suas características espectroscópicas poderiam sugerir.

Essa juventude indica que eles se formaram localmente e não vieram de outro lugar. No entanto, os nossos modelos atuais de formação estelar sugerem que as estrelas não podem coalescer a cerca de um terço de ano-luz do buraco negro central, apresentando o enigma número um.

Existem também poucas estrelas antigas e evoluídas perto do centro galáctico, e a população estelar é surpreendentemente pesada, consistindo em mais estrelas de grande massa do que as regiões exteriores da galáxia. Essas estrelas internas também estão se aproximando inesperadamente e rapidamente em torno do centro galáctico. Enigmas dois, três e quatro.

Uma explicação para toda essa estranheza pode estar na matéria escura, sugerem John e colegas. A matéria escura é uma das substâncias mais evasivas do nosso Universo, uma massa invisível nunca detectada diretamente, mas que se pensa contribuir com o excesso de gravidade necessário para manter unidas as galáxias em rápido movimento.

Incorporando a influência da matéria escura nos seus modelos de evolução estelar, John e colegas prevêem que uma nova classe de estrelas pode existir perto do centro galáctico com “diferenças marcantes” que as colocam fora do reino das chamadas estrelas. estrelas da sequência principal.

As estrelas da sequência principal, o tipo de estrela mais abundante no Universo, residem numa faixa espessa do Diagrama Hertzprung-Russellque traça as trajetórias de vida das estrelas, levando em consideração suas massas iniciais, brilho e temperaturas.

As simulações de John e colegas sugerem que um novo ramo de estrelas pode precisar ser adicionado a esse gráfico: estrelas de maior massa (cinco vezes ou mais massiva que o nosso Sol) que agregam matéria escura de uma reserva virtualmente infinita e queimam em temperaturas mais frias durante o mesmo brilho das estrelas da sequência principal.

“A densidade de matéria escura nestas estrelas é continuamente reabastecida, garantindo a imortalidade a estas estrelas e resolvendo múltiplas anomalias estelares”, disse a equipe. escreve.

Embora as suas simulações sugiram uma nova população de estrelas que os nossos telescópios poderiam apontar para procurar sinais de matéria escura em funcionamento, o brilho absoluto do centro galáctico tornaria-as difíceis de observar.

“Até o momento, o número de estrelas conhecidas no parsec interno [of the Milky Way] é limitado e são necessárias mais estrelas para detectar de forma robusta qualquer efeito da matéria escura”, afirmou a equipe. notas.

Outra investigação publicada no início deste ano também propôs uma explicação alternativa para a razão pela qual as estrelas próximas do centro da nossa galáxia parecem tão jovens, sugerindo que elas se rejuvenescem não com a matéria escura, mas com o hidrogénio sugado dos seus vizinhos.

A pesquisa foi postada no arXiv servidor de pré-impressão em maio.