A medição de distância mais precisa da galáxia ultra-difusa (UDG) NGC1052-DF2 (DF2) confirma, sem sombra de dúvida, que falta matéria escura. A distância recentemente medida de 22,1 +/- 1,2 megaparsecs foi obtida por uma equipe internacional de pesquisadores liderada por Zili Shen e Pieter van Dokkum da Universidade de Yale e Shany Danieli, um NASA Hubble Fellow no Institute for Advanced Study.

"Determinar uma distância precisa para DF2 foi fundamental para apoiar nossos resultados anteriores, "afirmou Danieli." A nova medição relatada neste estudo tem implicações cruciais para estimar as propriedades físicas da galáxia, confirmando assim sua falta de matéria escura. "

Os resultados, publicado em Cartas de jornal astrofísico em 9 de junho, 2021, são baseados em 40 órbitas do telescópio espacial Hubble da NASA, com imagens da Câmera Avançada para Pesquisas e uma análise da 'ponta do ramo gigante vermelho' (TRGB), o padrão ouro para essas medições refinadas. Em 2019, a equipe publicou resultados medindo a distância ao vizinho UDG NGC1052-DF4 (DF4) com base em 12 órbitas de Hubble e análise TRGB, que forneceu evidências convincentes de matéria escura ausente. Este método preferido expande os estudos da equipe de 2018 que dependiam de "flutuações de brilho da superfície" para medir a distância. Ambas as galáxias foram descobertas com o Dragonfly Telephoto Array no observatório New Mexico Skies.

"Saímos em um limbo com nossas observações iniciais do Hubble desta galáxia em 2018, "disse van Dokkum." Acho que as pessoas estavam certas em questionar porque é um resultado tão incomum. Seria bom se houvesse uma explicação simples, como uma distância errada. Mas acho que é mais divertido e mais interessante se realmente for uma galáxia estranha. "

Além de confirmar as descobertas de distância anteriores, os resultados do Hubble indicaram que as galáxias estavam localizadas um pouco mais longe do que se pensava anteriormente, reforçando o caso de que eles contêm pouca ou nenhuma matéria escura. Se DF2 estivesse mais perto da Terra, como alguns astrônomos afirmam, seria intrinsecamente mais fraco e menos massivo, e a galáxia precisaria de matéria escura para explicar os efeitos observados da massa total.

A matéria escura é amplamente considerada um ingrediente essencial das galáxias, mas este estudo fornece mais evidências de que sua presença pode não ser inevitável. Embora a matéria escura ainda não tenha sido observada diretamente, sua influência gravitacional é como uma cola que mantém as galáxias unidas e governa o movimento da matéria visível. No caso de DF2 e DF4, pesquisadores foram capazes de explicar o movimento das estrelas com base apenas na massa estelar, sugerindo uma falta ou ausência de matéria escura. Ironicamente, a detecção de galáxias deficientes em matéria escura provavelmente ajudará a revelar sua natureza intrigante e fornecerá novos insights sobre a evolução galáctica.

Enquanto DF2 e DF4 são comparáveis ​​em tamanho à galáxia da Via Láctea, suas massas totais são apenas cerca de um por cento da massa da Via Láctea. Também se descobriu que essas galáxias ultra-difusas têm uma grande população de aglomerados globulares especialmente luminosos.

Esta pesquisa gerou um grande interesse acadêmico, bem como um debate enérgico entre os proponentes de teorias alternativas para a matéria escura, como a dinâmica newtoniana modificada (MOND). Contudo, com as descobertas mais recentes da equipe - incluindo as distâncias relativas dos dois UDGs ao NGC1052 - essas teorias alternativas parecem menos prováveis. Adicionalmente, agora há pouca incerteza nas medições de distância da equipe, dado o uso do método TRGB. Com base na física fundamental, esse método depende da observação de estrelas gigantes vermelhas que emitem um flash após queimar seu suprimento de hélio, o que sempre ocorre com o mesmo brilho.

"Há um ditado que afirma que alegações extraordinárias requerem evidências extraordinárias, e a nova medição de distância apóia fortemente nossa descoberta anterior de que DF2 está faltando matéria escura, "afirmou Shen." Agora é hora de ir além do debate da distância e focar em como essas galáxias vieram a existir. "

Seguindo em frente, pesquisadores continuarão a caçar por mais dessas galáxias estranhas, ao considerar uma série de questões como:Como os UDGs são formados? O que eles nos dizem sobre os modelos cosmológicos padrão? Quão comuns são essas galáxias, e quais outras propriedades exclusivas eles têm? Será necessário descobrir muito mais galáxias carentes de matéria escura para resolver esses mistérios e a questão final sobre o que realmente é a matéria escura.