1800: Astrónomos encontraram a segunda galáxia-fantasma sem matéria escura

P. van Dokkum / ESA / NASA

No ano passado, os astrónomos encontraram a primeira galáxia sem matéria escura. Agora, encontraram mais uma. O achado reforça o caso sobre a existência deste tipo de matéria.

Como os astrónomos da segunda galáxia a descobriram sem qualquer matéria escura, a nova descoberta – chamada NGC 1052-DF4 (abreviada como DF4) – confirma que a primeira descoberta, NGC 1052-DF2 (DF2), não foi um erro.

Após a sua descoberta, o DF2 foi realmente uma grande surpresa para as ideias actuais sobre a formação e dinâmica das galáxias, porque a matéria escura é uma parte vital da nossa compreensão das galáxias.

A matéria escura é actualmente indetectável até mesmo para os melhores instrumentos, mas sabemos que há algo lá fora, alguma massa invisível, que aumenta as forças gravitacionais em jogo nas galáxias. Na Via Láctea, por exemplo, a velocidade da borda externa da galáxia é muito mais rápida do que seria se fosse afectada apenas pela matéria detectável.

Em algumas galáxias, parece haver mais matéria escura que matéria normal. Até a descoberta do DF2, pensava-se que a matéria escura não é apenas um componente, mas um requisito para as galáxias se formarem.

Assim, o artigo inicial atraiu algumas críticas – e até algumas dúvidas entre a equipa. “Apesar de termos feito todos os testes em que podíamos pensar, estávamos preocupados com o facto de a natureza nos ter atirado para um ciclo e conspirado para fazer algo parecer realmente especial, quando era algo mais mundano”, disse o astrónomo Pieter van Dokkum, da Universidade de Yale.

Então, encontraram DF4, de acordo com o estudo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters. Como o DF2, é uma galáxia ultra-difusa – grande, espalhada e demasiado fraca para ser observada. Estes objectos são aproximadamente do tamanho da Via Láctea, mas com 100 a 1.000 vezes menos estrelas. Ambas foram associadas à galáxia elíptica NGC 1052, a cerca de 63 milhões de anos-luz da constelação de Cetus.

E como o DF2, o DF4 parece estar completamente carente de matéria escura. Usando o Espectrómetro de Imagem de Baixa Resolução do Observatório Keck (LRIS), os astrónomos rastrearam o movimento orbital de sete densos aglomerados de estrelas chamados aglomerados globulares. A velocidade acabou por ser consistente com o efeito gravitacional da massa da matéria normal estimada da galáxia.

“Descobrir uma segunda galáxia com pouca ou nenhuma matéria escura é tão excitante como a descoberta inicial do DF2”, disse van Dokkum. “Significa que as probabilidades de encontrar mais galáxias são maiores do que pensávamos anteriormente. Como não temos boas ideias de como estas galáxias se formaram, espero que as descobertas encorajem mais cientistas a trabalhar neste enigma.”

A equipa também realizou mais pesquisas para confirmar os resultados anteriores do DF2. Usando o poderoso Keck Cosmic Web Imager (KCWI) do Observatório W. Keck, rastrearam as órbitas de 10 aglomerados globulares. A velocidade destes também foi consistente com a falta de matéria escura.

As galáxias são um argumento de apoio para a existência de matéria escura, porque provam que a matéria normal pode existir separadamente. Existem hipóteses alternativas à teoria da matéria escura mas, sob os aspectos, a existência dessas galáxias torna-se um problema mais difícil.

“Esperamos descobrir como se estas galáxias são comuns e se existem noutras áreas do universo”, disse a astrónoma Shany Danieli, da Universidade de Yale. “Queremos encontrar mais evidências que nos ajudem a entender como as propriedades destas galáxias funcionam com as nossas teorias actuais. A nossa esperança é que nos leve um passo adiante na compreensão de um dos maiores mistérios do nosso universo – a natureza da matéria escura”.

ZAP // Science Alert

Por ZAP
3 Abril, 2019