Multă vreme, un sistem stelar observat de satelitul european Gaia a părut un caz simplu: o stea care orbitează în jurul unui obiect întunecat, catalogat drept o gaură neagră. Dar dacă povestea e mai complicată?
Doi astronomi propun că acest „întuneric” ar putea fi altceva, mai exotic: fie un mic „nor” de materie întunecată, fie o așa-numită stea bosonică. Ipoteza lor, publicată ca preprint pe arXiv, nu a trecut încă prin evaluare colegială. La prima vedere, sistemul nu iese în evidență.
În Univers, multe obiecte călătoresc în perechi: două stele obișnuite, o stea și o stea cu neutroni, o pitică albă și o gaură neagră, sau chiar două găuri negre.
Aici, Gaia a semnalat o stea asemănătoare Soarelui, cu o masă de aproximativ 0,93 mase solare, însoțită de un companion cu o masă de circa 11 mase solare.
Cei doi parteneri se învârt unul în jurul celuilalt la fiecare 188 de zile, la o distanță de aproximativ 1,4 unități astronomice — cam cât distanța dintre Marte și Soare. Natura stelei luminoase este clară. Neclar rămâne însă companionul.
O gaură neagră de masă stelară s-ar forma, în general, din moartea unei stele foarte masive. Pentru ca o stea tip Soare să ajungă să orbiteze atât de strâns cu un astfel de „monstru”, scenariul de formare trebuie să bifeze o serie de coincidențe și ajustări fine, menținute milioane de ani.
Nu imposibil, dar puțin probabil. De aici și întrebarea cercetătorilor Alexandre M. Pombo și Ippocratis D. Saltas: dacă nu e o gaură neagră, atunci ce este? Una dintre pistele pe care o iau în calcul este materia întunecată.
Materia întunecată este o formă ipotetică de materie care nu interacționează cu lumina. Telescopelor noastre le rămâne invizibilă. O simțim însă prin forța ei gravitațională: influențează rotația galaxiilor, felul în care se adună materia în Univers și evoluția structurilor la scară mare.
Măsurătorile sugerează că ea ar constitui în jur de 27% din conținutul total al Universului, în timp ce materia „obișnuită”, cea din stele, planete și noi, ar reprezenta doar circa 5%.
Restul ar fi energie întunecată, o componentă la fel de enigmatică, responsabilă de expansiunea accelerată a cosmosului. Multe ipoteze au fost formulate despre natura particulelor de materie întunecată, dar niciuna nu a fost confirmată.
Un fir teoretic interesant sugerează că materia întunecată ar putea fi alcătuită dintr-un tip nou de bosoni. Bosonii sunt particulele care poartă forțele fundamentale; fotonul, mesagerul electromagnetismului, este un boson, la fel bosonul Higgs, care explică masa celorlalte particule elementare.
În scenariul propus, acești bosoni ipotetici nu ar transporta o forță, dar ar avea tendința să se aglutineze, formând conglomerate. Unele ar putea atinge dimensiunea unor sisteme stelare întregi, altele ar fi mult mai mici, comparabile cu o stea. Așa apar, în teorie, „stelele bosonice”.
Aceste stele ar fi complet invizibile pentru instrumentele obișnuite, însă gravitația lor ar trăda prezența.
Exact pe această urmă merg cercetătorii: sistemul detectat de Gaia nu ar fi, așadar, o stea alături de o gaură neagră, ci o stea obișnuită însoțită de un mic aglomerat de materie întunecată, posibil o stea bosonică.
Autorii susțin că un model simplu de materie întunecată bosonică ar putea produce suficiente „stele” de acest tip încât apariția lor în catalogul Gaia să fie plauzibilă. În plus, înlocuirea găurii negre presupuse cu o stea bosonică ar explica în mod consecvent datele observaționale disponibile.
Chiar dacă probabilitatea ca acest companion să fie cu adevărat o stea bosonică rămâne redusă, ipoteza merită testată. Pombo și Saltas subliniază că sunt necesare observații de urmărire, capabile să confirme sau să infirme această interpretare.
În joc nu este doar identitatea unui singur obiect, ci și o posibilă fereastră nouă către materia invizibilă care modelează Universul.
