A nova pesquisa pode ter implicações dramáticas para a formação de galáxias.
Os astrônomos confirmaram que o universo tem pelo menos uma galáxia que é terrivelmente deficiente em matéria escura. A nova descoberta não apenas indica que as galáxias realmente podem existir sem matéria escura, mas também levanta questões fundamentais sobre como essas galáxias ímpares se formam em primeiro lugar.
A pesquisa, publicada em 16 de outubro no site de pré-impressão arXiv, usou o olho afiado do Hubble para tirar novas imagens profundas da galáxia fantasmagórica NGC 1052-DF4 (ou DF4, abreviado). Equipados com novas observações, os pesquisadores identificaram as estrelas gigantes vermelhas mais brilhantes da galáxia bizarra (chamada Ponta do Ramo Gigante Vermelho, ou TRGB). Como todas as estrelas TRGB brilham com o mesmo brilho verdadeiro quando vistas no infravermelho, a única coisa que deve afetar o brilho da aparência é a distância.
Assim, ao identificar o TRGB da galáxia e usá-lo para determinar a distância do DF4, os novos dados confirmam que a galáxia está localizada a cerca de 61 milhões de anos-luz de distância. E, de acordo com os pesquisadores, isso desmascara outros estudos que afirmam que o DF4 está muito mais próximo e, portanto, contém uma quantidade normal de matéria escura.
“Acho que isso é definitivo”, disse o co-autor Pieter van Dokkum, da Universidade de Yale, à Astronomy, por e-mail. “O TRGB não pode ser discutido: é causado pela física estelar bem compreendida e é tão direto quanto os indicadores de distância.”
O debate sobre galáxias sem matéria escura
Nos últimos anos, houve uma controvérsia na comunidade astronômica. Em 2018, van Dokkum e sua equipe encontraram uma galáxia fantasmagórica, apelidada de DF2, que parecia carecer de uma quantidade significativa de matéria escura. E porque a matéria escura é responsável por cerca de 85% de toda a matéria do universo, a aparente descoberta da primeira galáxia sem a substância ilusória levantou muitas sobrancelhas.
Um desses céticos foi Ignacio Trujillo, do Instituto de Astrofísica de Canarias. Intrigado com a extraordinária reivindicação de uma galáxia sem matéria escura, Trujillo e sua equipe rapidamente realizaram sua própria análise do DF2. Com base em vários métodos, a equipe de Trujillo determinou que o DF2 estava realmente muito mais próximo do que a equipe de van Dokkum afirmou – a cerca de 42 milhões de anos-luz de distância, em vez de 61 milhões de anos-luz. Trujillo argumentou em um estudo de 2019 que isso significava que o DF2 não era tão estranho quanto se pensava inicialmente e, em vez disso, oculta a quantidade de matéria escura que você esperaria da sua galáxia comum.
Porém, apenas seis dias depois, a equipe de van Dokkum publicou outro estudo identificando uma segunda galáxia, chamada DF4, localizada a mesma distância do DF2 e também sem matéria escura. Mais uma vez, Trujillo e seus colegas calcularam sua própria distância para o DF4. Com base nos dados do Hubble disponíveis na época, o campo de matéria não escura identificou o que eles pensavam ser o TRGB do DF4. Mas de acordo com os dados recém-apresentados do Hubble – que captaram muitas estrelas muito mais fracas – a equipe de Trujillo pode ter identificado erroneamente o TRGB.
“Nos novos dados, realmente não há ambiguidade”, diz o autor do estudo Shany Danieli, da Universidade de Yale. “Achamos que os novos dados realmente descartam [a distância mais próxima derivada pelo grupo de Trujillo]. O TRGB é geralmente visto como definitivo, pois sua física é bem compreendida”.
O que significa uma galáxia sem matéria escura?
Se esses resultados mais recentes sustentarem o escrutínio que provavelmente ocorrerá, descobrir a primeira (e possivelmente a segunda) galáxia sem matéria escura mudaria fundamentalmente nossa compreensão de como pensamos que as galáxias se formam e evoluem.
“[DF4 e DF2] apontam para um canal alternativo para a construção de galáxias – e eles até levantam a questão de entendermos o que é uma galáxia”, diz van Dokkum. No momento, ele diz, achamos que as galáxias começam com a matéria escura, e é assim que são capazes de atrair gravitacionalmente as enormes quantidades de gás e poeira necessárias para iniciar a formação de estrelas.
“O fato é que não temos idéia de como a formação estelar ocorreria na ausência de matéria escura”, diz van Dokkum. “Tudo o que podemos dizer é que deve ter havido um gás muito denso no início de sua história”, caso contrário, as galáxias não poderiam criar novas estrelas.
Mas essa última determinação de distância para o DF4 é realmente robusta o suficiente para começar a explorar as implicações de encontrar uma galáxia sem matéria escura?
“Sim, essa é a nossa esperança. Gostaríamos muito de discutir o que essas galáxias significam, e não se nossas medidas estavam corretas”, diz Danieli.
“Dito isto”, acrescentou, “concordamos plenamente com todos que ‘alegações extraordinárias exigem evidências extraordinárias’ ‘
Publicado em 20/10/2019
Artigo original: http://www.astronomy.com/news/2019/10/hubble-reveals-that-galaxies-without-dark-matter-really-exist
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”: