Esses 5 objetos cósmicos hipotéticos de explodir a mente podem realmente existir

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Mapa de 14 objetos potenciais de antimatéria. Créditos: S. Dupourqué / IRAP.

Por Mike McRae
Publicado na ScienceAlert

Olhando através de seus telescópios para o céu cintilante, poucos astrônomos do século 19 teriam imaginado as maravilhas cósmicas aguardando para serem descobertas nos séculos seguintes.

Estrelas tão densas que uma colher de chá de sua matéria pesaria tanto quanto uma montanha. Objetos tão compactos que literalmente nada poderia escapar de sua gravidade. Mesmo as galáxias ainda não haviam sido reveladas em toda a sua glória cintilante.

A teoria e a tecnologia abriram uma enorme janela para o Universo, permitindo-nos não apenas ver o invisível, mas até ouvir os passos de gigantes obscuros e distantes. É difícil acreditar que algo possa permanecer escondido de nós lá fora, mas ainda existem objetos hipotéticos que farão sua cabeça explodir.

Talvez os futuros astrônomos os identifiquem.

Anãs negras

Depois de esgotar seu combustível, sóis como o nosso estão destinados a se tornarem esferas do tamanho da Terra de material altamente compacto, onde cada centímetro cúbico pesa cerca de uma tonelada. Enquanto eles continuam a brilhar com o calor que sobra, podemos chamar esses objetos de anãs brancas.

Depois que as anãs brancas deixarem de espremer ativamente a energia dos átomos em fusão, elas irão esfriar. Eventualmente. Em cerca de cem milhões de bilhões (mais ou menos) de anos, elas finalmente estarão em equilíbrio com a temperatura ambiente de seus arredores e ficarão completamente escuras.

Nosso Universo tem pouco mais de 13 bilhões de anos, então não vale a pena olhar ainda. Dê um tempo, porém, e nosso céu um dia será um cemitério de cadáveres de estrelas que chamaremos de anãs negras.

  • Probabilidade de existênciaQuase certa (seja paciente).

Objeto de Thorne-Żytkow 

Felizmente, a aposentadoria do nosso Sol ainda está alguns bilhões de anos no futuro. Antes de desligar seus motores e se tornar um boomer estelar, nossa estrela mais próxima afrouxará seu controle sobre sua atmosfera e passará a engordar em uma gigante vermelha.

Não está totalmente claro se os restos mortais da futura Terra ficarão dentro dos limites da estrela inchada ou se a perda constante da massa do Sol faria com que sua órbita desviasse o suficiente.

Se o nosso planeta desse um mergulho quente, o bombardeio constante de plasma em sua superfície seria mais do que suficiente para brecar sua órbita, fazendo com que ele espiralasse para dentro em direção a seu trágico fim em pouquíssimo tempo.

Mas e se nosso planeta não fosse uma bola de rocha frágil, mas algo com bastante massa, como outra estrela? Poderia passar pelo menos um pouco mais tempo, circulando as entranhas de seu companheiro gigante vermelho como um peixinho dourado cósmico dentro de seu aquário infernal?

Essa é a ideia por trás de um objeto de Thorne–Żytkow. O nome é uma homenagem aos físicos Kip Thorne e Anna Żytkow, que em 1977 calcularam as possibilidades na fusão de uma supergigante vermelha e uma estrela de nêutrons em um conjunto particular de circunstâncias.

Pelos cálculos deles, uma estrela de nêutrons poderia oscilar dentro da gigante vermelha por até alguns séculos antes de finalmente se fundir com o núcleo, formando uma estrela de nêutrons mais pesada ou, se a massa fosse ideal, colapsando em um buraco negro.

Em 2014, a comunidade astronômica pensou que poderia ter encontrado um exemplo de tal objeto na estrela HV 2112. Nem todos os pesquisadores estão convencidos de que se trata de fato disso, deixando a existência desses híbridos hipotéticos não confirmada.

  • Probabilidade de existência: bastante provável (os cálculos batem – só precisamos encontrar um).

Estrelas de Bóson

De acordo com o modelo padrão da física, as partículas vêm em duas variedades.

O grupo dos férmions representa os blocos de construção da matéria; pedaços da realidade que não se sobrepõem facilmente, permitindo que os átomos se solidifiquem e as moléculas se formem.

Então há o grupo dos bósons. Seu zoológico de partículas inclui aquelas que governam o comportamento das forças que permitem que os férmions se mantenham juntos ou se separem, dando origem a tudo, desde a decaimento nuclear até o espectro de luz e todo o campo da química.

Ao contrário dos férmions, os bósons não hesitam em ocupar o mesmo espaço. Empilhe vinte de uma vez e sempre haverá espaço para mais vinte.

Teoricamente, poderia haver uma brecha para os bósons resistirem de ser tão amigáveis. Um bóson hipotético chamado áxion, por exemplo, poderia ser repulsivo o suficiente para resistir à sobreposição, mesmo quando se aglutina sob sua própria massa.

Agrupe áxions suficientes no mesmo lugar de uma forma que equilibre suas posições e você poderia ter uma nuvem de bósons que não bloquearia a luz ou emitiria sua própria. Semelhante aos buracos negros, só seríamos capazes de identificar essas estrelas de bóson escuras por sua influência gravitacional em seus arredores.

Se existissem, poderiam ajudar a explicar a matéria escura, mas isso é um grande ‘se’.

Bola de darkinos

Então, aqui estamos nós, no início de uma nova década do século 21, e parece que estamos quase longe de saber o que diacho este estranho fenômeno chamado matéria escura realmente é.

É uma partícula que se move lentamente? Ela interage consigo mesmo de alguma forma? Está concentrada como um buraco negro ou age como uma névoa sombria?

Se fizermos algumas suposições bastante generosas sobre o que pode ser – digamos, uma partícula autogravitante com uma massa minúscula que faria um elétron insignificante parecer o Incrível Hulk – poderíamos imaginar que o suficiente desse material seria capaz de afundar em um núcleo galáctico e formar uma bola gigante.

Graças à sua pequena massa, essa bola seria cercada por um halo difuso de partículas de matéria escura que demoram para afundar. E pararia antes de colapsar em um buraco negro enquanto ainda pesasse coletivamente alguns milhões de sóis.

Isso é um monte de ‘se’. Ainda assim, poderia explicar por que os objetos orbitando perto do centro caótico da Via Láctea não estão se movendo como imaginaríamos se estivessem circulando uma massa mais compacta.

A atração gravitacional de uma bola desses hipotéticos férmions chamados de darkinos poderia puxar apenas parte das massas orbitantes, o que explicaria suas órbitas.

  • Probabilidade de existirem: Muito baixa (temos que descobrir o que é matéria escura primeiro).

Antiestrelas

Criar um Universo como o nosso envolve meio que um acordo impressionante em que você leva dois pelo preço de um – para cada partícula de matéria que sai do oceano fervilhante de espuma quântica, uma partícula de antimatéria com carga oposta também aparece.

Você precisa ser rápido, no entanto. Se essas duas partículas opostas se encontrarem novamente, elas irão desaparecer, deixando nada além de uma nuvem de radiação.

Considerando toda a matéria que nos cerca, muitos cancelamentos dessas duas partículas claramente não ocorreram há 13,8 bilhões de anos. Ou um monte de antimatéria nunca deu as caras por algum motivo, ou se apareceu, foi levada embora, presa ou eliminada antes que pudesse cancelar um Universo de coisas.

É um daqueles mistérios que os físicos trabalham arduamente para tentar resolver.

O engraçado é que, se uma estrela feita dessa antimatéria perdida estivesse por aí no céu noturno, ela se pareceria com qualquer outra bola de gás em chamas. O único indício de sua natureza seriam os brilhos de radiação gama, à medida que seus átomos de anti-hidrogênio fossem aniquilados por fragmentos ocasionais de matéria que por acaso colidissem com ela de vez em quando.

No início deste ano, astrônomos publicaram os resultados de uma pesquisa que procurava esses brilhos reveladores. Depois de eliminar tudo o que não tivesse uma explicação fácil, eles ficaram com 14 candidatos a antiestrelas.

Isso não significa que haja pelo menos uma dúzia de estrelas feitas de antimatéria na Via Láctea – esses candidatos ainda podem acabar sendo conhecidos emissores de raios gama, como pulsares ou buracos negros. Mas se existirem antiestrelas, esse brilho único de raios gama seria exatamente o tipo de coisa delas.

  • Probabilidade de existirem: Extremamente baixa (daria um bom episódio de Star Trek, no entanto).