Vivemos em uma galáxia de cidade grande. A Via Láctea é tão grande que possui galáxias satélites que a orbitam, assim como a Lua orbita a Terra. Esses arranjos nos dizem muito sobre os segredos do universo – de como as galáxias se formam à natureza misteriosa da matéria escura.
Dois novos estudos têm revelado cada vez mais sobre essas galáxias ‘agrupadas’ ao redor da Via Láctea, incluindo evidências de que grandes galáxias satélites podem trazer seus próprios pequenos satélites quando são sugadas para a órbita pela Via Láctea. Os cientistas também extraíram informações sobre os halos de matéria escura que circundam essas galáxias, bem como uma previsão de que nossa galáxia doméstica deve hospedar outras 100 galáxias-satélite muito fracas aguardando serem descobertas.
A pesquisa, co-liderada pela Universidade de Chicago Asst. Alex Drlica-Wagner, em colaboração com cientistas do SLAC National Accelerator Laboratory e da Universidade de Wisconsin-Madison, foi publicado na edição de abril do Astrophysical Journal. Baseia-se fortemente nos dados do Dark Energy Survey, um esforço inovador para mapear os céus liderados pelo Fermi National Accelerator Laboratory e pela Universidade de Chicago.
“Os dados do Dark Energy Survey nos dão uma sensibilidade sem precedentes para as galáxias menores, mais antigas e mais dominadas pela matéria escura”, disse Drlica-Wagner. “Essas galáxias fracas podem nos ensinar muito sobre como as estrelas e galáxias se formam”.
Brilhando a luz das galáxias sobre a matéria escura
Os astrônomos sabem há muito tempo que a Via Láctea tem galáxias satélites – incluindo a notável Grande Nuvem de Magalhães, que pode ser observada a olho nu no hemisfério sul – mas, graças a pesquisas com grandes telescópios, a lista de satélites conhecidos aumentou para cerca de 60 nas últimas duas décadas.
Uma simulação da formação de estruturas de matéria escura do universo primordial até hoje. As duas grandes formas douradas no centro mostram como uma auréola como a que hospeda a Via Láctea poderia “ter comido” a Grande Nuvem de Magalhães nas proximidades. Crédito: Ralf Kaehler / SLAC National Accelerator Laboratory
Essas galáxias nos dizem muito sobre o cosmos, incluindo a quantidade de matéria escura necessária para formar uma galáxia, quantas galáxias satélites deveríamos esperar encontrar ao redor da Via Láctea e se as galáxias podem colocar seus próprios satélites em órbita em torno de nós mesmos. predição chave do modelo mais popular de matéria escura. (A resposta para essa última pergunta parece ser um retumbante “sim”.)
“Queríamos responder rigorosamente à pergunta: qual é a galáxia mais fraca que nossos telescópios podem detectar?” Drlica-Wagner disse.
Para responder a essa pergunta, eles simularam mais de um milhão de pequenas galáxias satélites, as incorporaram em grandes conjuntos de dados astronômicos e usaram seus algoritmos de busca para tentar extraí-las novamente. Isso lhes permitiu determinar quais galáxias poderiam ser detectadas e quais eram muito fracas para os telescópios atuais. Eles então combinaram essas informações com grandes simulações numéricas de aglomerados de matéria escura para prever a população total de satélites ao redor da Via Láctea (incluindo aqueles que podemos ver e aqueles que não podemos).
O resultado foi uma previsão de que cerca de 100 galáxias ainda precisam ser descobertas orbitando a Via Láctea. Se as 100 galáxias “desaparecidas” forem descobertas, isso ajudaria a confirmar o modelo dos pesquisadores ligando a matéria escura e a formação de galáxias.
“Uma das coisas mais empolgantes desse trabalho é que poderemos usar nossas medições de galáxias satélites para entender as propriedades microscópicas da matéria escura”, disse Drlica-Wagner.
O principal modelo para a matéria escura é que é uma partícula subatômica, como um elétron ou um próton, formada no início do universo. Se essas partículas de matéria escura fossem muito leves, elas poderiam ter uma velocidade muito alta, o que tornaria difícil a matéria escura se agrupar e formar as galáxias que vemos hoje. Assim, observando um grande número de pequenas galáxias, é possível estabelecer um limite mais baixo de quanta massa uma partícula de matéria escura poderia ter, disseram os cientistas.
“A natureza das partículas da matéria escura pode ter consequências observáveis para as galáxias que vemos”, disse Drlica-Wagner.
Publicado em 20/05/2020 18h50
Artigo original:
Estudo original:
Achou importante? Compartilhe!
Assine nossa newsletter e fique informado sobre Astrofísica, Biofísica, Geofísica e outras áreas. Preencha seu e-mail no espaço abaixo e clique em “OK”: