De acordo com o modelo padrão da cosmologia, a grande maioria das galáxias é cercada por um halo de partículas de matéria escura. Este halo é invisível, mas sua massa exerce uma forte atração gravitacional nas galáxias vizinhas. Um novo estudo liderado pela Universidade de Bonn (Alemanha) e pela Universidade de Saint Andrews (Escócia) desafia essa visão do Universo. Os resultados sugerem que as galáxias anãs do segundo aglomerado de galáxias mais próximo da Terra – conhecido como Fornax Cluster – estão livres de tais halos de matéria escura. O estudo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Galáxias anãs são galáxias pequenas e fracas que geralmente podem ser encontradas em aglomerados de galáxias ou perto de galáxias maiores. Por causa disso, eles podem ser afetados pelos efeitos gravitacionais de seus companheiros maiores. “Apresentamos uma forma inovadora de testar o modelo padrão com base no quanto as galáxias anãs são perturbadas por marés gravitacionais de galáxias maiores próximas”, disse Elena Asencio, Ph.D. estudante da Universidade de Bonn e principal autor da história. As marés surgem quando a gravidade de um corpo puxa diferentemente em diferentes partes de outro corpo. Estas são semelhantes às marés na Terra, que surgem porque a lua puxa mais fortemente o lado da Terra que está voltado para a lua.
O Aglomerado Fornax tem uma rica população de galáxias anãs. Observações recentes mostram que algumas dessas anãs parecem distorcidas, como se tivessem sido perturbadas pelo ambiente do aglomerado. “Tais perturbações nas anãs de Fornax não são esperadas de acordo com o Modelo Padrão”, disse Pavel Kroupa, professor da Universidade de Bonn e da Universidade Charles em Praga. “Isso ocorre porque, de acordo com o modelo padrão, os halos de matéria escura dessas anãs devem protegê-las parcialmente das marés levantadas pelo aglomerado”.
Os autores analisaram o nível esperado de perturbação das anãs, que depende de suas propriedades internas e sua distância ao centro do aglomerado gravitacionalmente poderoso. Galáxias com tamanhos grandes, mas massas estelares baixas e galáxias próximas ao centro do aglomerado são mais facilmente perturbadas ou destruídas. Eles compararam os resultados com o nível observado de perturbação evidente nas fotografias tiradas pelo Telescópio de Pesquisa VLT do Observatório Europeu do Sul.
Elena Asencio diz que “a comparação mostrou que, se quisermos explicar as observações no modelo padrão, as anãs de Fornax já devem ser destruídas pela gravidade do centro do aglomerado mesmo quando as marés que ele levanta em um anão são sessenta e quatro vezes mais fracas do que a própria gravidade do anão.” Isso não é apenas contra-intuitivo, disse ela, mas também contradiz estudos anteriores, que descobriram que a força externa necessária para perturbar uma galáxia anã é aproximadamente a mesma que a autogravidade da anã.
Contradição ao modelo padrão
A partir disso, os autores concluíram que, no modelo padrão, não é possível explicar as morfologias observadas das anãs Fornax de forma autoconsistente. Eles repetiram a análise usando a dinâmica Milgromiana (MOND). Em vez de assumir halos de matéria escura ao redor de galáxias, a teoria MOND propõe uma correção à dinâmica newtoniana pela qual a gravidade experimenta um aumento no regime de baixas acelerações.
“Não tínhamos certeza de que as galáxias anãs seriam capazes de sobreviver ao ambiente extremo de um aglomerado de galáxias em MOND, devido à ausência de halos protetores de matéria escura neste modelo”, disse o Dr. Indranil Banik da Universidade de St Andrews. “Mas nossos resultados mostram uma notável concordância entre as observações e as expectativas do MOND para o nível de perturbação das anãs de Fornax.”
“É emocionante ver que os dados que obtivemos com o telescópio de pesquisa VLT permitiram um teste tão completo de modelos cosmológicos”, disse Aku Venhola, da Universidade de Oulu (Finlândia) e Steffen Mieske, do Observatório Europeu do Sul, coautores do o estudo.
Esta não é a primeira vez que um estudo testando o efeito da matéria escura na dinâmica e evolução das galáxias concluiu que as observações são melhor explicadas quando não estão cercadas por matéria escura. “O número de publicações mostrando incompatibilidades entre observações e o paradigma da matéria escura só aumenta a cada ano. É hora de começar a investir mais recursos em teorias mais promissoras”, disse Pavel Kroupa, membro das áreas de pesquisa transdisciplinar modelagem e matéria da Universidade. de Bona.
Dr. Hongsheng Zhao, da Universidade de St Andrews, acrescentou que seus “resultados têm grandes implicações para a física fundamental. Esperamos encontrar anãs mais perturbadas em outros aglomerados, uma previsão que outras equipes devem verificar”.
Publicado em 13/08/2022 05h51
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