p Uma equipe internacional liderada por pesquisadores da Universidade de Tohoku encontrou uma galáxia anã satélite extremamente tênue da Via Láctea. A descoberta da equipe faz parte da Pesquisa Estratégica Subaru em andamento usando Hyper Suprime-Cam. O satélite, chamado Virgo I, encontra-se na direção da constelação de Virgem. Na magnitude absoluta de -0,8 na banda de onda óptica, pode muito bem ser a galáxia satélite mais tênue já encontrada. Sua descoberta sugere a presença de um grande número de satélites anões ainda não detectados no halo da Via Láctea e fornece informações importantes sobre a formação de galáxias através da montagem hierárquica de matéria escura. p Atualmente, cerca de 50 galáxias satélites da Via Láctea foram identificadas. Cerca de 40 delas são fracas e difusas e pertencem à categoria das chamadas "galáxias esferoidais anãs" (Figura 2). Muitas galáxias anãs recentemente descobertas, especialmente aqueles vistos em levantamentos fotométricos sistemáticos como o Sloan Digital Sky Survey (SDSS) e o Dark Energy Survey (DES) são muito tênues com luminosidade absoluta na faixa de onda óptica abaixo de -8 magnitude. Estas são as chamadas "galáxias anãs ultra-fracas". Contudo, as pesquisas anteriores utilizaram telescópios com diâmetro de 2,5 a 4 metros, portanto, apenas satélites relativamente próximos do Sol ou aqueles com magnitudes maiores foram identificados. Aquelas que estão mais distantes ou tênues no halo da Via Láctea ainda não foram detectadas (Figura 3).

p A combinação da grande abertura do telescópio Subaru de 8,2 metros e o grande campo de visão Hyper Suprime-Cam (HSC) do instrumento é muito poderosa neste estudo. Ele permite uma busca eficiente por satélites anões muito fracos em grandes áreas do céu. O primeiro passo na busca de uma nova galáxia anã é identificar uma densidade excessiva de estrelas no céu, usando dados fotométricos. Em seguida, é avaliar que a aparência superdensa não é devido à linha de visão ou justaposições acidentais de campos densos não relacionados, mas é realmente um sistema estelar. O método padrão para fazer isso é procurar uma distribuição característica de estrelas no diagrama cor-magnitude (comparável ao diagrama de Hertzsprung-Russell (painéis do meio e esquerdo da Figura 4)). As estrelas em um campo geral não mostram padrões específicos neste diagrama (painel direito da Figura 4).

p Encontrando Virgo I

p Daisuke Homma, um estudante de graduação na Tohoku University, encontrou Virgo I sob a orientação de seu conselheiro, Masashi Chiba, e seus colaboradores internacionais. "Examinamos cuidadosamente os primeiros dados da Pesquisa Estratégica Subaru com HSC e encontramos uma aparente densidade excessiva de estrelas em Virgem com significância estatística muito alta, mostrando um padrão característico de um antigo sistema estelar no diagrama cor-magnitude, "disse ele." Surpreendentemente, este é um dos satélites mais fracos, com magnitude absoluta de -0,8 na faixa de onda óptica. Esta é realmente uma galáxia, porque é espacialmente estendido com um raio de 124 anos-luz - sistematicamente maior do que um aglomerado globular com luminosidade comparável. "

p O menor satélite anão identificado até agora foi o Segue I, descoberto por SDSS (-1,5 mag) e Cetus II em DES (0,0 mag). Cetus II ainda não foi confirmado, pois é muito compacto como uma galáxia. Virgem I pode acabar sendo a mais tênue já descoberta. Encontra-se a uma distância de 280, 000 anos-luz do Sol, e tal galáxia remota com brilho fraco não foi identificada em pesquisas anteriores. Está fora do alcance do SDSS, que já pesquisou anteriormente a mesma área na direção da constelação de Virgem (Figura 5).

p De acordo com Chiba, o líder deste projeto de pesquisa, a descoberta tem implicações profundas. "Esta descoberta implica centenas de satélites anões fracos esperando para serem descobertos no halo da Via Láctea, "disse ele." Quantos satélites existem de fato e quais propriedades eles têm, nos dará uma pista importante para entender como a Via Láctea se formou e como a matéria escura contribuiu para isso. "

p Usando HSC para rastrear a formação da galáxia

p Acredita-se que a formação de galáxias como a Via Láctea prossiga através da montagem hierárquica da matéria escura, formando halos escuros, e através da subseqüente queda de gás e formação de estrelas afetadas pela gravidade. Modelos padrão de formação de galáxias no contexto da chamada teoria da matéria escura fria (CDM) prevêem a presença de centenas de pequenos halos escuros orbitando em um halo escuro do tamanho da Via Láctea e um número comparável de companheiros de satélites luminosos. Contudo, apenas dezenas de satélites foram identificados. Isso fica bem aquém de um número previsto teórico, que é parte do chamado "problema do satélite ausente". Os astrônomos podem precisar considerar outros tipos de matéria escura além do CDM ou invocar a física bariônica que suprime a formação de galáxias para explicar o déficit no número de satélites. Outra possibilidade é que eles tenham visto apenas uma fração de todos os satélites associados à Via Láctea devido a vários vieses observacionais. O problema permanece sem solução.

p Uma das motivações para o Levantamento Estratégico Subaru usando HSC é aumentar as observações na busca por satélites da Via Láctea. Os primeiros dados desta pesquisa é o que levou à descoberta de Virgo I. Este programa continuará a explorar áreas muito mais amplas do céu e espera-se que encontre mais satélites como Virgo I. Esses minúsculos companheiros a serem descobertos em um futuro próximo podem conte-nos muito mais sobre a história da formação da Via Láctea.

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