Gigantescos aglomerados de invisíveis matéria escura que vagam pelo universo podem estar causando estragos em estrelas binárias, destruindo-as lentamente, sugere um novo estudo. Esses efeitos violentos poderiam ajudar a revelar a verdadeira natureza da entidade mais evasiva do universo.
Ao longo das décadas, os astrónomos acumularam uma enorme quantidade de evidências que apontam para a existência de matéria escura, uma forma invisível de matéria que é responsável por cerca de 85% da massa em quase todas as galáxias. Inicialmente, os astrônomos pensaram que a matéria escura poderia ser um novo tipo de partícula conhecida como partículas massivas de interação fraca (WIMPs), que interagiriam apenas entre si através de gravidade e a força nuclear fraca.
Mas experiências concebidas para encontrar vestígios de sinais de WIMPs à medida que flutuam pela Terra não encontraram nada, e o modelo WIMP tem algumas dificuldades em corresponder às densidades da matéria dentro dos núcleos galácticos. Por causa disso, os cientistas têm procurado cada vez mais um modelo alternativo no qual a partícula de matéria escura seja extremamente leve – ainda mais leve que a partícula mais leve conhecida, a neutrino.
Nestes modelos, a partícula de matéria escura seria mais de um bilhão de bilhões de vezes mais leve que um elétron. E sabemos desde mecânica quântica que todas as partículas têm uma natureza ondulatória associada a elas, que geralmente só podemos detectar em experimentos subatômicos. Mas neste cenário, a matéria escura seria tão leve que agiria mais como uma onda em escalas do tamanho da sistema solar ou maior.
Recentemente, uma equipe de astrônomos em China examinou esse modelo e procurou maneiras de detectar observacionalmente esse tipo de matéria escura. Eles relataram seu trabalho em um artigo publicado para o servidor de pré-impressão arXiv em abril. (O estudo ainda não foi revisado por pares.)
A matéria escura ultraleve não zumbiria pelo cosmos como pequenas balas. Em vez disso, seria ande por todas as galáxias como um oceano vasto e invisível. E tal como os oceanos podem suportar ondas, o banho de matéria escura ultraleve teria oscilações próprias. Algumas destas ondas poderiam potencialmente agrupar-se num único grupo que viaja de forma interdependente enquanto mantém a sua forma – conhecido como sóliton.
Esses sólitons seriam completamente invisíveis – como ondas gigantes e rebeldes que atravessam a galáxia, mas feitos de matéria tão leve que mal afetariam o ambiente ao seu redor. Mas os cientistas por trás do novo estudo descobriram que o enorme tamanho dos sólitons poderia alterar sutilmente o ambiente gravitacional ao seu redor.
A influência gravitacional dos sólitons seria tão fraca que quase tudo na galáxia não seria afetado por eles. Mas os pares binários de estrelas que têm grandes separações são apenas fracamente mantidos juntos pela sua gravidade mútua, pelo que os sólitons seriam suficientemente grandes para alterar as suas órbitas.
Os pesquisadores identificaram todos os pares binários largos no Catálogo Gaia dos bilhões de estrelas mais próximas o sol e os sinalizou para observações futuras. Se as estrelas binárias começassem a se afastar umas das outras, isso poderia ser devido à influência dos sólitons.
A equipa descobriu que, ao observar a evolução das estrelas binárias, poderíamos ter uma sonda muito sensível de matéria escura ultraleve – talvez ainda mais sensível do que qualquer laboratório baseado na Terra concebido para detectar este tipo de matéria escura. Portanto, se algo estranho parece estar acontecendo com estrelas binárias, podemos ter a nossa primeira pista sobre a natureza da matéria escura.
