No vasto e misterioso Universo, as estrelas seguem um ciclo de vida previsível: começam fundindo hidrogênio, depois hélio, até esgotarem seus combustíveis nucleares e colapsarem sob a força da gravidade. Contudo, algumas estrelas nas regiões centrais da nossa galáxia, a Via Láctea, podem estar desafiando essas normas bem estabelecidas da evolução estelar.
Pesquisas recentes sugerem que essas estrelas anômalas, próximas ao centro galáctico, podem ser alimentadas principalmente por matéria escura em vez de fusão nuclear. Essa teoria propõe que a matéria escura "reabastece" as estrelas, tornando-as virtualmente imortais.
Cientistas da Universidade de Estocolmo, na Suécia, e da Universidade de Stanford, nos EUA, utilizaram um modelo computacional de evolução estelar para simular uma população de estrelas orbitando o centro da Via Láctea. Comparando os resultados com e sem a presença de matéria escura, os pesquisadores previram a existência de uma nova classe de estrelas massivas mantidas "acesas" não apenas pela fusão nuclear, mas também pela aniquilação de partículas de matéria escura em colisão com antimatéria.
Essas reações exóticas liberariam uma grande quantidade de fótons e elétrons, gerando pressão suficiente para impedir o colapso estelar por até 100 vezes a duração de vida de uma estrela típica, tornando-as praticamente imortais.
"A região interna da galáxia é exatamente onde a densidade de matéria escura é alta o suficiente para que a aniquilação de matéria escura substitua substancialmente a fusão nuclear como fonte de energia estelar, permitindo que as estrelas permaneçam eternamente jovens, apesar de sua idade avançada", escreve Isabelle John, estudante de pós-graduação em astrofísica da Universidade de Estocolmo, em seu estudo ainda não revisado por pares.
O centro galáctico da Via Láctea é extremamente brilhante, dificultando a observação direta das estrelas ali presentes. Curiosamente, as estrelas nessa região parecem mais jovens do que suas características espectroscópicas indicariam, sugerindo que se formaram localmente e não migraram de outras áreas.
Modelos atuais de formação estelar indicam que estrelas não deveriam se formar a menos de um terço de ano-luz do buraco negro central, criando um dilema. Além disso, há poucas estrelas antigas e evoluídas próximas ao centro galáctico, e a população estelar é surpreendentemente dominada por estrelas de alta massa. Essas estrelas internas também orbitam o centro galáctico a velocidades inesperadamente altas.
Uma explicação para essas peculiaridades pode residir na matéria escura. Embora nunca detectada diretamente, acredita-se que a matéria escura forneça a gravidade extra necessária para manter galáxias em movimento coeso.
Incorporando a influência da matéria escura em seus modelos de evolução estelar, os pesquisadores previram uma nova classe de estrelas próximas ao centro galáctico, com "diferenças marcantes" em relação às estrelas da sequência principal, que são as mais abundantes no Universo.
As simulações de John e seus colegas sugerem que essas novas estrelas, com massas superiores a cinco vezes a do nosso Sol, poderiam acumular matéria escura de uma reserva praticamente infinita e brilhar a temperaturas mais baixas com o mesmo brilho das estrelas da sequência principal.
"A densidade de matéria escura nessas estrelas se repõe continuamente, concedendo-lhes imortalidade e resolvendo várias anomalias estelares", escreve a equipe.
Embora suas simulações sugiram uma nova população de estrelas que nossos telescópios poderiam observar para encontrar sinais de matéria escura em ação, a intensa luminosidade do centro galáctico torna essa tarefa desafiadora.
"Até o momento, o número de estrelas conhecidas no parsec interno da Via Láctea é limitado, e mais estrelas são necessárias para detectar robustamente qualquer efeito da matéria escura", observam os pesquisadores.
Outra pesquisa, publicada no início deste ano, propôs uma explicação alternativa para o porquê de estrelas próximas ao centro da nossa galáxia parecerem tão jovens, sugerindo que elas se rejuvenescem não com matéria escura, mas com hidrogênio absorvido de estrelas vizinhas.
O estudo foi publicado no servidor de pré-impressão arXiv em maio.
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