Um choque galáctico pode explicar galáxias sem matéria escura

Uma galáxia desprovida de matéria escura chamada NGC 1052-DF2 (mostrada) e outras semelhantes podem ter sido formadas em uma colisão de duas galáxias há 8 bilhões de anos.

ZILI SHEN, PIETER VAN DOKKUM E NASA


Duas galáxias misteriosas, desprovidas de matéria escura, podem ter uma história de origem esmagadora.

Cerca de 8 bilhões de anos atrás, os pesquisadores propõem, duas galáxias anãs colidiram uma com a outra. Essa colisão cósmica fez com que o gás dentro dessas duas galáxias se dividisse e formasse várias novas galáxias anãs, incluindo as duas sem matéria escura.

Uma nova fileira de galáxias anãs, com mais de 6 milhões de anos-luz de comprimento, pode ter se formado após o acidente hipotético, relatam pesquisadores na Nature de 19 de maio. Se estiver correta, a descoberta pode ajudar a resolver o mistério de como essas galáxias incomuns sem matéria escura se formam e revelar novos detalhes sobre a natureza da matéria escura.

Mas outros cientistas estão céticos de que há evidências suficientes para apoiar essa história. “Se isso for verdade, acho que seria muito emocionante. Eu simplesmente não acho que o padrão foi cumprido”, diz a astrônoma Michelle Collins, da Universidade de Surrey, em Guildford, Inglaterra.

Em 2018, o astrônomo da Universidade de Yale Pieter van Dokkum e colegas relataram uma galáxia anã sem matéria escura. A substância invisível e misteriosa é tipicamente detectável em galáxias por meio de seus efeitos gravitacionais nas estrelas. Quando uma segunda galáxia anã livre de matéria escura foi encontrada nas proximidades em 2019, levantou uma questão óbvia: como as duas galáxias excêntricas se formaram? A matéria escura é geralmente pensada para formar a base de todas as galáxias, atraindo gravitacionalmente o gás que eventualmente forma estrelas. Então algum processo deve ter separado a matéria escura do gás das galáxias.

Os cientistas já viram a matéria escura e a matéria normal se separarem em uma escala muito grande no Bullet Cluster, que se formou quando dois aglomerados de galáxias colidiram um com o outro. Outros pesquisadores propuseram que algo semelhante poderia acontecer com galáxias anãs em colisão, o que van Dokkum e seus colegas chamam de “anãs bala”.

Em tal colisão, a matéria escura etérea das galáxias anãs continuaria imperturbável, porque a matéria escura não interage com outra matéria. Mas o gás das duas galáxias se chocaria, eventualmente formando vários aglomerados que se tornariam cada um deles sua própria galáxia, livre de matéria escura.

Agora, van Dokkum e colegas dizem que a ideia da anã bala explica as duas galáxias livres de matéria escura relatadas anteriormente – e várias outras galáxias próximas. As duas galáxias estão se afastando uma da outra como se tivessem vindo do mesmo local, dizem os pesquisadores. Além disso, as duas galáxias fazem parte de uma cadeia de 11 galáxias alinhadas em fila, uma estrutura que poderia ter se formado após uma colisão de uma anã bala.

Duas galáxias consideradas livres de matéria escura, NGC 1052-DF2 e NGC 1052-DF4, fazem parte de uma linha de 11 galáxias no total (mostradas em detalhes). Esse arranjo linear de galáxias poderia ter sido produzido por uma antiga colisão de duas galáxias progenitoras.

P. VAN DOKKUM ET AL/NATURE 2022


“É super satisfatório finalmente ter uma explicação para esses objetos estranhos”, diz van Dokkum.

Mas, diz Collins, “poderia ser feito muito mais para torná-lo convincente”. Por exemplo, ela diz, os cientistas não mediram as distâncias de todas as galáxias da Terra. Isso significa que algumas das galáxias podem estar muito mais distantes do que outras, e pode ser uma coincidência que as galáxias pareçam estar alinhadas do nosso ponto de vista.

E os pesquisadores ainda não mediram as velocidades de todas as galáxias na trilha ou determinaram se essas galáxias também não possuem matéria escura, o que ajudaria a confirmar se o cenário está correto.

Outros cientistas estão mais otimistas. “A história de origem é muito plausível na minha opinião”, diz o astrofísico Eun-jin Shin, da Universidade Nacional de Seul, na Coreia do Sul. Shin coescreveu um artigo de perspectiva sobre a descoberta com o astrofísico Ji-hoon Kim, também da Universidade Nacional de Seul, que também foi publicado na Nature.

Simulações de computador realizadas por Shin, Kim e outros mostraram que anãs de bala podem produzir tais galáxias livres de matéria escura. Se confirmada, a ideia do anão-bala pode ajudar a definir as propriedades da matéria escura, em particular se a matéria escura interage consigo mesma.

Van Dokkum e colegas estão planejando medidas adicionais que podem confirmar ou refutar o caso. Mas até agora, ele diz: “Tem, para mim, o toque da verdade”.


Publicado em 28/05/2022 20h42

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