Objetos astrofísicos exóticos e escuros podem estar escondidos no espaço interestelar. Uma nova proposta descreve como encontrá-los: observar com muita, muita atenção.

Não sabemos o que é matéria escura, mas observamos evidências de sua presença em todos os lugares, desde as taxas de rotação das galáxias até o crescimento das maiores estruturas do cosmos. Por décadas, os cosmólogos acreditaram tratar-se de algum tipo de partícula exótica desconhecida pelo Modelo Padrão da Física de Partículas. Essa partícula estranha não interagiria nem com a luz, exceto por sua influência gravitacional.

Mas as buscas por essas partículas não deram em nada até agora, levando os teóricos a revisarem suas ideias. Ao invés de partículas, a matéria escura pode ser composta por aglomerados de objetos muito maiores. Um estudo publicado no arXiv em novembro investigou dois tipos de objetos exóticos.

O primeiro é conhecido como estrela de bósons. Nesse modelo, a matéria escura é composta de uma partícula milhões de vezes mais leve que os neutrinos, as partículas mais leves conhecidas. Seriam tão leves que sua natureza quântica as faria parecer mais com ondas em escalas galácticas do que com partículas individuais. Mas essas ondas às vezes se agrupariam e se aglomerariam, atraindo-se com sua própria gravidade, sem colapsar.

Outra possibilidade é chamada de Q-balls, Q-bolas. (Não ria.) Nesse modelo, a matéria escura não é uma partícula, mas sim um campo quântico que permeia todo o espaço e tempo. Devido a uma propriedade especial desse campo, ele poderia ocasionalmente se fragmentar, criando gigantescas bolas estáveis, semelhantes a grumos, que vagam pelo cosmos como um pedaço de farinha flutuando em um molho mal misturado.

Tanto as estrelas de bósons quanto as Q-bolas, que se enquadram na categoria mais geral de objetos escuros astrofísicos exóticos (EADOs), são difíceis de detectar. São grandes, aproximadamente do tamanho de estrelas, mas não emitem luz própria, o que as torna quase invisíveis em nossas observações do cosmos.

Mas os astrônomos descobriram uma maneira pela qual os EADOs podem revelar sua presença: a microlente gravitacional. Se uma Q-ball ou uma estrela de bósons passasse entre nós e uma estrela distante, sua forte gravidade agiria como uma lente gravitacional. Da nossa perspectiva, isso faria com que a estrela distante parecesse saltar repentinamente para outra posição e, logo em seguida, retornar rapidamente ao normal.

Em suma, tudo o que precisaríamos fazer é observar um grande número de estrelas por um longo período e torcer para ter sorte. A missão do telescópio espacial europeu Gaia era justamente essa: observar um grande número de estrelas por um longo período.

Os astrônomos responsáveis pelo estudo propõem uma campanha usando os dados do Gaia para procurar Q-balls e estrelas de bósons. Dependendo da quantidade existente, o Gaia pode ter observado até milhares de EADOs.

Mas se eles não estiverem lá, essa mesma campanha imporia limites rigorosos às suas contribuições para a matéria escura.