O Telescópio Espacial Hubble encontra galáxias com pouca matéria escura

Os astrônomos podem não saber o que matéria escura é, mas eles sabem que as galáxias devem conter uma grande quantidade da substância invisível e sombria.

A matéria escura representa a maior parte da massa de uma galáxia e é essencial para manter as estrelas, o gás e a poeira de uma galáxia juntos. Assim, quando os cientistas encontram duas vezes evidências de que uma determinada galáxia parece ter uma pequena fração da matéria escura que deveria ter, os astrônomos sentam-se e prestam atenção. E é aí que entram as observações recentes com o venerável Telescópio Espacial Hubble.

A galáxia em questão, NGC 1052-DF2 (ou, simplesmente, 'DF2') já é bastante diferente da nossa. DF2 é tão vasto quanto a Via Láctea, mas não tem centro brilhante, nem braços espirais, nenhum buraco negro supermassivo em seu coração e menos de um por cento das estrelas da Via Láctea. É o que os astrônomos chamam de galáxia ultradifusa, tão unida que é quase transparente.



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galáxia ultra-difusa NGS 1052-DF2

Uma imagem do Telescópio Espacial Hubble de uma galáxia ultradifusa chamada NGC 1052-DF2 ou DF2, criada a partir de dados coletados entre dezembro de 2020 e março de 2021.(Crédito da imagem: NASA / ESA / STScI / Zili Shen (Yale) / Pieter van Dokkum (Yale) / Shany Danieli (IAS) / Alyssa Pagan (STScI))

Os cientistas identificaram um bom número de galáxias ultra-difusas, mas poucas são como esta. Astrônomos primeiro suspeitou algo estava errado com o DF2 já em 2018, quando eles observaram a galáxia usando vários telescópios diferentes, incluindo o telescópio espacial Hubble. Os pesquisadores não sabiam inteiramente o que fazer com a estranha galáxia, então, em 2020, eles usaram o Hubble para dar uma olhada mais longa.

'Saímos em um limbo com nossas observações iniciais do Hubble desta galáxia em 2018', disse Pieter van Dokkum, astrônomo da Universidade de Yale em Connecticut e principal autor de uma nova pesquisa sobre a estranha galáxia, em uma afirmação . '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 eu acho que é mais divertido e mais interessante se realmente for uma galáxia estranha. '

Especificamente, os pesquisadores queriam verificar se o DF2 estava mais perto da Terra do que se pensava, o que faria os astrônomos subestimarem a quantidade de matéria escura em uma galáxia. Mas as novas medições, que se basearam no brilho previsível das anãs vermelhas envelhecidas nas bordas da galáxia, mostraram que o DF2 estava na verdade mais longe do que se pensava, 72 milhões de anos-luz de distância em vez dos 65 milhões da pesquisa de 2018.

A distância maior confirma as suspeitas iniciais dos pesquisadores de que há muito menos matéria escura na galáxia do que o esperado.

galáxia ultra-difusa NGS 1052-DF2

A imagem do Hubble da galáxia DF2 destacando algumas das estrelas gigantes vermelhas que os astrônomos usaram para localizar a distância da Terra até a DF2.(Crédito da imagem: NASA / ESA / STScI / Zili Shen (Yale) / Pieter van Dokkum (Yale) / Shany Danieli (IAS) / Alyssa Pagan (STScI))

'Para quase todas as galáxias que olhamos, dizemos que não podemos ver a maior parte da massa porque é matéria escura', disse van Dokkum no comunicado. 'O que você vê é apenas a ponta do iceberg com o Hubble. Mas, neste caso, o que você vê é o que você obtém. O Hubble realmente mostra tudo. É isso. Não é apenas a ponta do iceberg, é o iceberg inteiro. '

Além de DF2, a lista de galáxias conhecidas com deficiência de matéria escura só está crescendo . Por exemplo, muito mais perto de DF2 está outra galáxia ultra-difusa, DF4, o que parece para compartilhar a carência de matéria escura de seu vizinho. Não temos certeza de como isso pode ter acontecido, em parte porque não sabemos realmente como as galáxias ultra-difusas se formam.

Mas é possível que algo tenha acontecido com DF2 e DF4 conforme eles evoluíram. E os astrônomos não deixaram de notar o elefante no aglomerado galáctico: ambas as galáxias vivem em uma região dominada pela galáxia extremamente massiva NGC 1052.

A pesquisa é descrita em um papel publicado em 9 de junho no The Astrophysical Journal Letters.

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