Uma visão baseada no solo do céu ao redor das galáxias NGC1052-DF4 e NGC1052-DF2 - outra galáxia com pouca ou nenhuma matéria escura. NGC1052-DF2 é o próximo na lista do Dr. Montes de mistérios galácticos a serem resolvidos. Foto:ESA / Hubble, NASA, Digitized Sky Survey 2. Crédito:Davide de Martin
Uma galáxia distante com quase nenhuma matéria escura ameaçou quebrar nossa teoria da formação de galáxias. Novas evidências sugerem que a galáxia não é uma anomalia - mas uma vítima de roubo.
A matéria escura - uma substância invisível tão enigmática quanto o próprio nome sugere - é um ingrediente chave para ajudar as galáxias a se formarem e permanecerem vivas.
Ele cria a forte gravidade necessária para iniciar a formação de galáxias e manter as galáxias existentes estruturalmente intactas.
Mas os astrônomos estão intrigados desde a descoberta do ano passado de 'NGC1052-DF4', uma galáxia estável e de vida longa com quase nenhuma matéria escura. Como pode a galáxia existir sem este ingrediente importante? Nossas teorias sobre a formação de galáxias estão erradas?
Hoje, um estudo internacional liderado pela UNSW Sydney sugere que a matéria escura estava lá para começar - ela apenas foi roubada por um vizinho ganancioso.
"A matéria escura não está lá porque já foi removida, "diz a Dra. Mireia Montes, autor principal do estudo e pesquisador astronômico da UNSW Science e do Space Telescope Science Institute.
"Descobrimos que a atração gravitacional da galáxia massiva próxima NGC1035 está removendo suas estrelas - e matéria escura."
A pesquisa, publicado hoje na Astrophysical Journal , fornece uma explicação de por que tanta matéria escura está faltando na galáxia, sem contradizer nossa compreensão existente da formação de galáxias.
"Quando duas galáxias estão passando perto uma da outra, eles sofrem com a atração gravitacional um do outro, "diz o Dr. Montes." Nossa imagem muito profunda encontrou estrelas fracas sendo puxadas para longe pela galáxia maior - uma interação chamada 'interrupção da maré'. "
O mesmo fenômeno também pode ser encontrado na Terra:no nosso caso, a atração gravitacional da Lua influencia as marés oceânicas da Terra. Mas a interrupção das marés pode fazer com que as galáxias - que não são tão sólidas quanto a Terra ou a Lua - dobrem e percam sua forma.
Se a teoria da interrupção da maré estiver correta, a galáxia menor NGC1052-DF4 logo começará a mostrar mais sinais de deterioração. Ele pode eventualmente se desintegrar totalmente.
"A remoção das marés removeria uma porcentagem significativa de matéria escura antes de afetar as estrelas, "diz o Dr. Montes.
"Se as estrelas estão começando a ser perturbadas agora, a maior parte da matéria escura já escapou. "
Dr. Ignacio Trujillo, co-autora do artigo e investigadora do Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), diz "Com o tempo, a galáxia acabará sendo canibalizada pelo grande sistema ao seu redor (NGC1035), com pelo menos algumas de suas estrelas flutuando livremente no espaço profundo ".
Uma lupa poderosa
A Dra. Montes e seus colegas usaram telescópios poderosos e técnicas de imagens profundas - incluindo fotografia de longa exposição de até 60 horas - para encontrar as tênues pistas nas bordas externas da galáxia.
Essas técnicas são capazes de iluminar estrelas e galáxias muito fracas, ou o que os astrônomos chamam de 'baixo brilho da superfície' do universo.
À primeira vista, a galáxia NGC1052-DF4 (centro) parece estar intacta. Mas estrelas fracas deixando a galáxia - mostradas pelo sombreado cinza nesta imagem colorida composta - revelam o roubo galáctico em jogo. NGC1035 é a grande galáxia à sua esquerda. Crédito:M. Montes et al.
"Trabalhos iniciais mostraram que a galáxia tem uma forma simétrica muito 'relaxada', sugerindo que nenhuma força externa o estava perturbando, "diz o Dr. Montes.
"Mas nossas imagens profundas mostram que esta galáxia está de fato sendo afetada por sua galáxia vizinha - ela apenas foi capturada no início da interação.
"A parte interna da galáxia mantém sua forma, mas o exterior, partes mais fracas são onde você vê essas 'caudas de maré':estrelas que já foram separadas da galáxia. "
As observações foram feitas usando o telescópio IAC80, o Gran Telescopio Canarias, e o Telescópio Espacial Hubble - um dos maiores telescópios do espaço.
Como a matéria escura é uma força invisível, só pode ser observado pela forma como os objetos estelares - como estrelas e galáxias - interagem com o espaço ao seu redor.
"Imagens ultraprofundas são difíceis não apenas por causa da enorme quantidade de tempo que você precisa para atingir tais profundidades, mas o processamento extremamente cuidadoso dos dados necessários para preservar as estruturas mais tênues, "diz o Sr. Raúl Infante-Sainz, Ph.D. candidato do IAC e segundo autor deste estudo.
"Precisávamos procurar características 1000 vezes mais fracas do que o céu mais escuro visível na Terra, "diz o Dr. Montes.
Resolvendo novos mistérios galácticos
O Observatório Vera C. Rubin, uma instalação óptica de última geração atualmente em construção no Chile, em breve levará os recursos de imagem profunda a novos níveis.
O principal projeto do observatório será o Legacy Survey for Space and Time (LSST):um levantamento de imagens de dez anos que fornecerá as imagens mais profundas do céu noturno do hemisfério sul.
Professora Sarah Brough, um astrônomo da UNSW Science, está liderando o envolvimento da Austrália neste projeto.
"O LSST vai revolucionar a astronomia de baixo brilho de superfície, transformando nossa compreensão da evolução da galáxia, " ela diz.
"Ele fornecerá dados de imagem extremamente profundos em todo o céu do sul, que será vital para o sucesso das futuras pesquisas astronômicas e científicas australianas. "
A câmera LSST, que será aproximadamente do tamanho de um carro pequeno, permitirá aos pesquisadores detectar galáxias de baixo brilho de superfície. Ele também será capaz de identificar características tênues ao redor e dentro dos aglomerados de galáxias.
Embora a pesquisa de dez anos não comece até 2023, os cientistas estão ansiosos pelas oportunidades de exploração galáctica.
“Este trabalho é um exemplo de como é importante ter imagens profundas para entender coisas aparentemente estranhas do Universo, "diz o Dr. Montes.
"Imagens profundas podem ajudar a explicar mistérios que poderiam permanecer sem solução."