ESTRELAS PEQUENAS DESMENTEM UM SALTO NA GRAVIDADE
O universo está se expandindo, e sua taxa atual de expansão é medida por um número chamado constante de Hubble. O problema é que duas famílias de medições dão respostas diferentes. As medições baseadas em estrelas e supernovas próximas — a “escada de distâncias” — discordam do valor deduzido da radiação cósmica de fundo em micro-ondas, a luz mais antiga do universo, num nível de cerca de 5 sigma, dependendo dos dados. A radiação de fundo dá o valor mais baixo. Essa é a tensão de Hubble, um dos problemas mais urgentes da cosmologia.
Algumas explicações culpam erros ocultos. Outras pedem uma física nova. Uma das propostas mais ousadas é o modelo do “degrau de G” (G-step): a constante gravitacional de Newton, G, que define a intensidade da gravidade, teria mudado abruptamente no passado cósmico recente.
Uma mudança repentina, entre 73 e 130 milhões de anos atrás
A ideia é que as supernovas, que servem de réguas cósmicas, brilham com uma luminosidade que depende de G. Se G era diferente antes de certa data, as supernovas distantes (vistas como eram antes da mudança) e as próximas (depois dela) não seriam a mesma régua, e a taxa de expansão seria mal avaliada. Duas versões são testadas aqui:
- o modelo original: gravidade 11 por cento mais forte antes de um salto ocorrido há 130 milhões de anos;
- um modelo estendido: 4 por cento mais forte antes de um salto ocorrido há 73 milhões de anos.
Estrelas de memória longa
Jeremy Sakstein, da Universidade do Havaí, e Harry Desmond, da Universidade de Portsmouth, encontraram uma testemunha inesperada: as anãs vermelhas, as menores estrelas, com menos de cerca de um terço da massa do Sol. Essas estrelas são agitadas do núcleo à superfície e reagem a qualquer perturbação com grande lentidão. O tempo que levam para se reacomodar após uma mudança de tamanho é de cerca de 100 milhões de anos — semelhante ao tempo decorrido desde o suposto salto.
A consequência, calculada com papel e caneta e depois com um código de evolução estelar: uma anã vermelha que viveu sob gravidade mais forte e depois viu G cair ao valor atual incha rapidamente e só volta a encolher devagar. Hoje, ela ainda estaria um pouco grande demais para a sua massa.
Oito estrelas na balança
Para verificar, os dois físicos usaram oito anãs vermelhas em binárias eclipsantes — pares de estrelas que passam uma na frente da outra vistas da Terra, o que fornece algumas das massas e raios mais precisos conhecidos para qualquer estrela. Eles selecionaram estrelas de 0,1 a 0,31 massa solar, em pares suficientemente afastados para limitar os efeitos de maré.
Uma complicação: as manchas estelares também incham uma estrela. Os autores deixaram a cobertura de manchas de cada estrela variar livremente, de nenhuma a total, para que as manchas pudessem absorver qualquer inchaço, se possível.
Nenhum sinal de salto
Para as duas datas, o melhor ajuste é uma gravidade que nunca mudou. Os dois saltos propostos ficam excluídos:
- 4 por cento, há 73 milhões de anos: excluído a cerca de 3,1 sigma;
- 11 por cento, há 130 milhões de anos: excluído a cerca de 4,0 sigma.
As manchas estelares não salvam o modelo: para esses saltos, quatro das oito estrelas já precisam de zero manchas, e uma estrela não pode ter menos que nenhuma.
Uma testemunha de peso
Os autores testaram a fragilidade do resultado. Se os modelos estelares superestimassem sistematicamente os raios em 1 por cento, a exclusão ficaria mais fraca, mas se manteria. Eles também apontam que uma estrela, J2343+29, carrega boa parte do peso: sem ela, as exclusões caem para 2,45 e 1,90 sigma — ainda sem nenhuma preferência por qualquer mudança na gravidade.
O estudo não resolve a tensão de Hubble. Ele estreita o campo: essas duas versões de um salto recente na gravidade agora estão em conflito com as estrelas da nossa própria Galáxia.