Uma das novas simulações de alta resolução da matéria escura envolvendo a Via Láctea e sua vizinha, a galáxia de Andrômeda. O novo estudo mostra que tentativas anteriores fracassadas de encontrar contrapartes do plano de satélites que circunda a Via Láctea em simulações de matéria escura se deviam à falta de resolução. Crédito: Colaboração Till Sawala/Sibelius
Os astrônomos dizem ter resolvido um problema notável que desafiou nossa compreensão de como o universo evoluiu – a distribuição espacial de fracas galáxias satélites orbitando a Via Láctea.
Essas galáxias satélites exibem um alinhamento bizarro – elas parecem estar em um plano enorme e fino em rotação – chamado de “plano dos satélites”.
Esse arranjo aparentemente improvável intrigou os astrônomos por mais de 50 anos, levando muitos a questionar a validade do modelo cosmológico padrão que procura explicar como o universo veio a se parecer como é hoje.
Agora, uma nova pesquisa conduzida conjuntamente pelas Universidades de Durham, Reino Unido, e Helsinki, Finlândia, descobriu que o plano dos satélites é uma peculiaridade cosmológica que se dissolverá com o tempo da mesma forma que as constelações estelares também mudam.
Sua pesquisa remove o desafio colocado pelo plano dos satélites ao modelo padrão da cosmologia.
Este modelo explica a formação do universo e como as galáxias que vemos agora se formaram gradualmente dentro de aglomerados de matéria escura fria – uma substância misteriosa que compõe cerca de 27% do universo.
As descobertas foram publicadas na revista Nature Astronomy.
Os satélites da Via Láctea parecem estar dispostos em um plano implausivelmente fino que atravessa a galáxia e, estranhamente, também estão circulando em um disco coerente e de longa duração.
Não há nenhum mecanismo físico conhecido que faria aviões de satélite. Em vez disso, pensava-se que as galáxias satélites deveriam ser organizadas em uma configuração aproximadamente redonda traçando a matéria escura.
Desde que o plano de satélites foi descoberto na década de 1970, os astrônomos tentaram, sem sucesso, encontrar estruturas semelhantes em simulações realistas de supercomputadores que acompanham a evolução do universo desde o Big Bang até os dias atuais.
O fato de o arranjo dos satélites não poder ser explicado levou os pesquisadores a pensar que a teoria da matéria escura fria da formação de galáxias pode estar errada.
No entanto, esta última pesquisa viu os astrônomos usarem novos dados do observatório espacial Gaia da Agência Espacial Europeia. Gaia está mapeando um mapa de seis dimensões da Via Láctea, fornecendo posições precisas e medições de movimento para cerca de um bilhão de estrelas em nossa galáxia (cerca de 1% do total) e seus sistemas companheiros.
Esses dados permitiram aos cientistas projetar as órbitas das galáxias satélites no passado e no futuro e ver o plano se formar e se dissolver em algumas centenas de milhões de anos – um mero piscar de olhos no tempo cósmico.
Os pesquisadores também procuraram novas simulações cosmológicas feitas sob medida para evidências de planos de satélites.
Eles perceberam que estudos anteriores baseados em simulações haviam se enganado ao não considerar as distâncias dos satélites do centro da Galáxia, o que fazia com que os sistemas de satélites virtuais parecessem muito mais redondos do que os reais.
Levando isso em conta, eles encontraram várias Vias Lácteas virtuais que possuem um plano de galáxias satélites muito semelhante ao visto pelos telescópios.
Os pesquisadores dizem que isso remove uma das principais objeções à validade do modelo padrão da cosmologia e significa que o conceito de matéria escura continua sendo a pedra angular de nossa compreensão do universo.
O co-autor do estudo, professor Carlos Frenk, professor Ogden de física fundamental no Institute for Computational Cosmology, na Durham University, Reino Unido, disse: “O estranho alinhamento das galáxias satélites da Via Láctea no céu deixou os astrônomos perplexos por décadas, tanto que que foi considerado um profundo desafio à ortodoxia cosmológica.
“Mas, graças aos dados surpreendentes do satélite Gaia e às leis da física, agora sabemos que o avião é apenas um alinhamento casual, uma questão de estar no lugar certo na hora certa, assim como as constelações de estrelas no céu.
“Volte em um bilhão de anos e o avião terá se desintegrado, assim como as constelações de hoje.
“Conseguimos remover um dos principais desafios pendentes para a teoria da matéria escura fria. Ela continua a fornecer uma descrição notavelmente fiel da evolução do nosso universo.”
O autor principal do estudo, Dr. Till Sawala, da Universidade de Helsinque, disse: “O plano de satélites era realmente incompreensível.
“Talvez não seja surpreendente que um quebra-cabeça que durou quase cinquenta anos tenha exigido uma combinação de métodos para resolvê-lo – e uma equipe internacional para se unir.”
Publicado em 24/12/2022 06h54
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