Vivemos em uma galáxia de cidade grande. A Via Láctea é tão grande que tem galáxias satélites que a orbitam, assim como a Lua orbita a Terra. Esses arranjos nos dizem muito sobre os segredos do universo - desde como as galáxias se formam até a natureza misteriosa da matéria escura.

Dois novos estudos revelaram mais e mais sobre essas galáxias 'groupie' ao redor da Via Láctea, incluindo evidências de que grandes galáxias satélites podem trazer seus próprios pequenos satélites quando são sugados para a órbita da Via Láctea. Os cientistas também extraíram informações sobre os halos de matéria escura que cercam essas galáxias, bem como uma previsão de que nossa galáxia natal deveria hospedar cerca de 100 galáxias satélites adicionais aguardando descoberta.

A pesquisa, co-liderado pela University of Chicago Asst. Prof. Alex Drlica-Wagner em colaboração com cientistas do SLAC National Accelerator Laboratory e da University of Wisconsin-Madison, foi publicado na edição de abril do Astrophysical Journal . Baseia-se fortemente em dados da Pesquisa de Energia Escura, um esforço inovador para mapear os céus liderado pelo Fermi National Accelerator Laboratory e pela Universidade de Chicago.

"Os dados do Dark Energy Survey nos dão uma sensibilidade sem precedentes para os menores, mais antigo, e a maioria das galáxias dominadas pela matéria escura, "disse Drlica-Wagner." Essas galáxias tênues podem nos ensinar muito sobre como estrelas e galáxias se formam. "

Luz de galáxias brilhando na matéria escura

Os astrônomos sabem há muito tempo que a Via Láctea tem galáxias satélites, incluindo a notável Grande Nuvem de Magalhães, que pode ser observado a olho nu no hemisfério sul, mas graças a pesquisas com grandes telescópios, a lista de satélites conhecidos aumentou para cerca de 60 nas últimas duas décadas.

Essas galáxias nos dizem muito sobre o cosmos, incluindo quanta matéria escura é necessária para formar uma galáxia, quantas galáxias satélites devemos esperar encontrar ao redor da Via Láctea, e se as galáxias podem colocar seus próprios satélites em órbita ao redor do nosso - uma previsão chave do modelo mais popular de matéria escura. (A resposta a essa última pergunta parece ser um sonoro "sim".)

"Queríamos responder rigorosamente à pergunta:Qual é a galáxia mais tênue que nossos telescópios podem detectar?" Drlica-Wagner disse.

Para responder a esta pergunta, eles simularam mais de um milhão de pequenas galáxias satélites, incorporou-os em grandes conjuntos de dados astronômicos, e usaram seus algoritmos de pesquisa para tentar extraí-los novamente. Isso permitiu que determinassem quais galáxias poderiam ser detectadas e quais eram muito fracas para os telescópios atuais. Eles então combinaram essas informações com grandes simulações numéricas de aglomeração de matéria escura para prever a população total de satélites ao redor da Via Láctea (incluindo aqueles que podemos ver, e aqueles que não podemos).

O resultado foi uma previsão de que cerca de 100 outras galáxias ainda precisam ser descobertas orbitando a Via Láctea. Se as 100 galáxias "ausentes" forem descobertas, isso ajudaria a confirmar o modelo dos pesquisadores que liga a matéria escura à formação de galáxias.

"Uma das coisas mais interessantes sobre este trabalho é que seremos capazes de usar nossas medições de galáxias satélites para entender as propriedades microscópicas da matéria escura, "Drlica-Wagner disse.

O principal modelo para a matéria escura é que ela é uma partícula subatômica, como um elétron ou próton, que foi formado no início do universo. Se essas partículas de matéria escura fossem muito claras, eles poderiam ter tido uma velocidade muito alta, o que tornaria difícil para a matéria escura se aglomerar e formar as galáxias que vemos hoje. Assim, observando um grande número de pequenas galáxias, é possível colocar um limite inferior na quantidade de massa que uma partícula de matéria escura poderia ter, disseram os cientistas.

"A natureza das partículas da matéria escura pode ter consequências observáveis ​​para as galáxias que vemos, "disse Drlica-Wagner.