Escondido nesta imagem do céu profundo (esquerda) está Uma3/U1, um minúsculo grupo de estrelas (direita) unidas por sua própria gravidade (e possivelmente até matéria escura!) em órbita ao redor da Via Láctea. Crédito:CFHT/S. Gwyn (direita) / S. Smith (esquerda). Jornal Astrofísico (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad0d9f Uma equipe de astrônomos liderada pela Universidade de Victoria e pela Universidade de Yale detectou um antigo sistema estelar viajando ao redor de nossa galáxia chamado Ursa Maior III / UNIONS 1 (UMa3/U1) – o satélite da Via Láctea mais fraco e de menor massa já descoberto, e possivelmente um dos sistemas mais dominados pela matéria escura conhecidos.
A equipe conduziu o estudo no Havaí usando dois Observatórios Maunakea na Ilha do Havaí – W. Observatório M. Keck e Telescópio Canadá-França-Havaí (CFHT) - bem como o Instituto de Astronomia Pan-STARRS da Universidade do Havaí (Telescópio de Pesquisa Panorâmica e Sistema de Resposta Rápida) em Haleakalā, Maui; as descobertas foram publicadas em uma edição recente do The Astrophysical Journal .
"UMa3/U1 está localizado na constelação da Ursa Maior (Ursa Maior), lar da Ursa Maior. Está em nosso quintal cósmico, relativamente falando, a cerca de 30.000 anos-luz do Sol", diz Simon Smith, graduado em astronomia. estudante da Universidade de Victoria e autor principal do estudo. "UMa3/U1 escapou da detecção até agora devido à sua luminosidade extremamente baixa."
As observações revelam que o sistema estelar é minúsculo, com apenas cerca de 60 estrelas com mais de 10 mil milhões de anos de idade, abrangendo apenas 10 anos-luz de diâmetro. UMa3/U1 tem uma massa extremamente baixa – com 16 vezes a massa do Sol, é 15 vezes menos massiva do que a mais tênue galáxia anã suspeita.
UMa3/U1 foi detectado pela primeira vez usando dados obtidos do Ultraviolet Near Infrared Optical Northern Survey (UNIONS) no CFHT e Pan-STARRS.
A equipe então estudou o sistema estelar com mais detalhes usando o Deep Imaging Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) do Observatório Keck e confirmou que UMa3/U1 é um sistema gravitacionalmente ligado, seja uma galáxia anã ou um aglomerado de estrelas.
"Existem tão poucas estrelas em UMa3/U1 que se poderia razoavelmente questionar se é apenas um agrupamento casual de estrelas semelhantes. Keck foi crítico ao mostrar que este não é o caso," afirma a co-autora Marla Geha, professora de astronomia e física na Universidade de Michigan. Universidade de Yale. "As nossas medições DEIMOS mostram claramente que todas as estrelas se movem através do espaço a velocidades muito semelhantes e parecem partilhar químicas semelhantes."
"É emocionante que uma tentativa de propagação das velocidades entre as estrelas do sistema possa apoiar a conclusão de que UMa3/U1 é uma galáxia dominada pela matéria escura - uma possibilidade tentadora que esperamos examinar com mais observações do Keck," afirma Will Cerny, estudante de pós-graduação da Universidade de Yale. , o segundo autor do estudo.
É notável como essas estrelas conseguiram permanecer um grupo unido. Uma possível explicação é que a matéria escura pode mantê-los juntos.
"O objeto é tão insignificante que a sua sobrevivência a longo prazo é muito surpreendente. Seria de esperar que as fortes forças de maré do disco da Via Láctea já tivessem destruído o sistema, não deixando nenhum vestígio observável," diz Cerny. "O facto de o sistema parecer intacto leva a duas possibilidades igualmente interessantes. Ou UMa3/U1 é uma pequena galáxia estabilizada por grandes quantidades de matéria escura, ou é um aglomerado estelar que observámos num momento muito especial, antes do seu desaparecimento iminente. "
Com o primeiro cenário, conseguir a confirmação direta de UMa3/U1 como um sistema estelar satélite fraco, antigo e dominado pela matéria escura seria um feito emocionante porque apoiaria uma previsão na principal teoria para a origem do universo.
Sob o modelo Lambda Cold Dark Matter (LCDM), os cientistas levantam a hipótese de que quando galáxias como a Via Láctea se formaram, elas criaram uma atração gravitacional durante seu processo de montagem que atraiu centenas de sistemas estelares satélites que continuam a orbitar galáxias hoje.
Um estudo complementar sobre as implicações de UMa3/U1 na teoria LCDM foi aceito para publicação no The Astrophysical Journal e está disponível em formato pré-impresso no arXiv servidor.
"Quer as observações futuras confirmem ou rejeitem que este sistema contém uma grande quantidade de matéria escura, estamos muito entusiasmados com a possibilidade de que este objeto possa ser a ponta do iceberg - que possa ser o primeiro exemplo de uma nova classe de objetos extremamente sistemas estelares fracos que escaparam à detecção até agora," diz Cerny.
Evidências conclusivas da presença ou falta de matéria escura em UMa3/U1 são fundamentais para determinar se o sistema estelar é uma galáxia anã ou um aglomerado estelar. Até que sua classificação fique clara, Ursa Major III/UNIONS 1 tem dois nomes. Os satélites ultrafracos da Via Láctea são normalmente nomeados de acordo com a constelação em que foram descobertos (neste caso, Ursa Maior), enquanto os aglomerados de estrelas ultrafracos são geralmente nomeados de acordo com o projeto de pesquisa em que foram descobertos (UNIONS).
Embora a identidade deste sistema estelar ainda seja ambígua, UMa3/U1 abre caminho para novas perspectivas em cosmologia.
“Esta descoberta pode desafiar a nossa compreensão da formação de galáxias e talvez até mesmo a definição de uma ‘galáxia’,” diz Smith.
