A estrela negra finalmente O que essas observações do Telescópio Espacial James Webb revelam

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A estrela negra, finalmente? O que essas observações do
Telescópio Espacial James Webb revelam
O Telescópio Espacial James Webb (JWST) encanta os astrônomos com suas imagens de tirar o fôlego
do cosmos que alguns sonham que ele até mesmo resolve o mistério da matéria escura. Por exemplo,
uma equipe de pesquisadores da Universidade de Austin, Texas, anunciou em julho de 2023 a potencial
descoberta de estrelas da matéria escura.
Se essa informação fosse confirmada, seria realmente uma revolução. A matéria escura é responsável
por 27% da matéria total contida no Universo, mas sua natureza é desconhecida, sua presença sendo
revelada apenas por sua interação gravitacional com a matéria clássica. No entanto, os pesquisadores
de Austin, em um artigo publicado na revista Pnas (a revista da Academia Americana de Ciências)
https://www.sciencesetavenir.fr/espace/univers/pour-son-premier-anniversaire-le-telescope-james-webb-au-plus-pres-des-etoiles_172588
https://news.utexas.edu/2023/07/14/james-webb-telescope-catches-glimpse-of-possible-first-ever-dark-stars/
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2305762120
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referem-se aos objetos JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 e JADES-GS-V11-0, observados pelo JWST
no final de 2022, como potenciais candidatos para estrelas "negras".
Por enquanto, esses objetos são listados como galáxias muito antigas, observados entre 320 e 400
milhões de anos somente após o Big Bang. Mas para Katherine Freese, co-autora da publicação, “eles
podem ser galáxias contendo milhões de estrelas ... ou estrelas negras porque uma única estrela negra
emite luz suficiente para competir com uma galáxia inteira”, explica ela em um comunicado de imprensa
da Universidade do Texas.
Uma "estrela negra" brilha até 10 bilhões de vezes mais do que o
Sol
Leia tambémTodos os extraterrestres seu sol
De fato, de acordo com um modelo proposto em 2008 por Douglas Spolyar, Katherine Freese e Paolo
Gondolo na revista Physical Review Letters, uma estrela negra poderia teoricamente atingir vários
milhões de vezes a massa do nosso Sol e brilhar até 10 bilhões de vezes mais. Essas estrelas teriam se
formado no início do Universo, mesmo antes das estrelas comuns, daí a excitação em torno das
observações do James Webb, uma máquina poderosa para datar no tempo.
Acredita-se que os primeiros protogalaxies tenham sido povoados por aglomerados densos de matéria
escura, bem como hidrogênio e hélio gasoso. Quando o gás esfriou, ele entrou em colapso em si
mesmo, resultando em matéria escura com ele. Conforme a densidade aumenta, as partículas de
matéria escura foram comprimidas até se aniquilarem umas com as outras, emitando calor.
Este aquecedor então se opôs ao colapso gravitacional do gás, o que impediu que o núcleo alcançasse
a densidade necessária para iniciar a fusão nuclear, como em uma estrela comum. Em vez disso, o
corpo celeste continuou a acumular gás e matéria escura, tornando-se muito maior e brilhante do que as
estrelas comuns.
Um modelo de treinamento controverso
Mas, na prática, é mais complicado, como explicado em Sciences e Avenir Stéphane Charlot,
pesquisador do Institut d’Astrophysique de Paris, e que trabalha precisamente nessas galáxias distantes
observadas pelo JWST. “Minha primeira reação seria aplicar o princípio da navalha de Ockham: por que
invocar uma nova classe de objetos exóticos em potencial, quando essas observações podem ser
explicadas com populações estelares ou núcleos ativos de galáxias bem conhecidas ...” De fato, embora
essas galáxias pareçam muito cedo, elas ainda podem ser explicadas pelos modelos atuais de formação
de galáxias, mesmo que sejam ajustadas.
Leia tambémNo seu primeiro aniversário, o telescópio James Webb captura o nascimento de estrelas.
Mas o modelo teórico das estrelas negras coloca problemas. Como minha colega Raffaella Schneider,
da Universidade de Roma, aponta, ela e seus colegas mostraram em 2010 que a maior taxa de
aquecimento fornecida pela aniquilação de partículas de matéria escura catalisa a formação de
hidrogênio molecular. Esta taxa de aquecimento é então compensada pela maior taxa de resfriamento
https://www.sciencesetavenir.fr/espace/univers/a-chaque-extraterrestre-son-soleil_172321
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.100.051101
https://www.sciencesetavenir.fr/espace/systeme-solaire/le-coeur-de-la-lune-abrite-une-graine-solide-et-metallique-comme-la-terre_171191
https://www.sciencesetavenir.fr/espace/voie-lactee/la-toute-premiere-carte-des-neutrinos-de-la-voie-lactee_172183
https://www.sciencesetavenir.fr/espace/univers/pour-son-premier-anniversaire-le-telescope-james-webb-au-plus-pres-des-etoiles_172588
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do hidrogênio molecular. Esses efeitos da aniquilação da matéria escura na química molecular do
hidrogênio não são levados em conta nos modelos apresentados por Katherine Freese e sua equipe.
Finalmente, simulações 3D por Athena Stacy da Universidade da Califórnia e seus colaboradores em
2014 indicam que a densidade central da matéria escura é realmente menor do que o previsto pelos
modelos. Portanto, as reações de aniversário seriam menores, o que significa que o colapso do gás
pode realmente acontecer. “Este é provavelmente o efeito mais sério que pode dificultar a formação de
estrelas negras”, conclui Stéphane Charlot. Enquanto aguarda qualquer outra observação do JWST, a
única "estrela negra" conhecida permanece a da saga Star Wars.
Leia também: Para observar o céu nas melhores condições, encontre uma seleção dos melhores
telescópios
https://arxiv.org/abs/1312.3117
https://www.sciencesetavenir.fr/espace/pourquoi-l-etoile-noire-de-star-wars-est-impossible-a-construire_110367
https://www.leconseilmalin.fr/les-meilleurs-telescopes/