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Uma visão radicalmente nova das galáxias anãs que rodeiam a Via Láctea
Comumente consideradas satélites de vida longa da nossa galáxia, um novo estudo encontra agora indicações de que a maioria das galáxias anãs podem, de facto, ser destruídas logo após a sua entrada no halo galáctico.
Por Janine Fohlmeister - 22/11/2023


Galáxias anãs ao redor da Via Láctea. Crédito: ESA/Gaia/DPAC

Comumente consideradas satélites de vida longa da nossa galáxia, um novo estudo encontra agora indicações de que a maioria das galáxias anãs podem, de fato, ser destruídas logo após a sua entrada no halo galáctico.

Graças ao último catálogo do satélite Gaia da ESA, uma equipa internacional demonstrou agora que as galáxias anãs podem estar fora de equilíbrio.

Publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , o estudo abre questões importantes sobre o modelo cosmológico padrão, particularmente sobre a prevalência da matéria escura no nosso ambiente mais próximo.

Há muito que se supõe que as galáxias anãs em torno da Via Láctea são satélites antigos que orbitam a nossa galáxia há quase 10 mil milhões de anos. Isto exigia que contivessem enormes quantidades de matéria escura para protegê-los dos enormes efeitos das marés devido à atração gravitacional da nossa galáxia. Supunha-se que a matéria escura causava as grandes diferenças observadas nas velocidades das estrelas dentro destas galáxias anãs.

Os dados mais recentes do Gaia revelaram agora uma visão completamente diferente das propriedades das galáxias anãs. Astrônomos do Observatório de Paris – PSL, do Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) e do Instituto Leibniz de Astrofísica Potsdam (AIP) conseguiram datar a história da Via Láctea, graças à relação que conecta a energia orbital de um objeto até a época de sua entrada no halo , a época em que foram capturados pela primeira vez pelo campo gravitacional da Via Láctea: Objetos que chegaram mais cedo, quando a Via Láctea era menos massiva, têm energias orbitais mais baixas do que as chegadas recentes.

As energias orbitais da maioria das galáxias anãs são surpreendentemente substancialmente maiores do que as da galáxia anã de Sagitário, que entrou no halo há 5 a 6 mil milhões de anos. Isto implica que a maioria das galáxias anãs chegaram muito mais recentemente, há menos de três mil milhões de anos.

Uma chegada tão recente implica que as anãs próximas vêm de fora do halo, onde se observa que quase todas as galáxias anãs contêm enormes reservatórios de gás neutro. As galáxias ricas em gás perderam o seu gás quando colidiram com o gás quente do halo galáctico. A violência dos choques e da turbulência no processo mudou completamente as galáxias anãs.

Embora as galáxias anãs anteriormente ricas em gás fossem dominadas pela rotação do gás e das estrelas, quando são transformadas em sistemas livres de gás, a sua gravidade torna-se equilibrada pelos movimentos aleatórios das estrelas restantes.

As galáxias anãs perdem o seu gás num processo tão violento que as coloca fora de equilíbrio, o que significa que a rapidez com que as suas estrelas se movem já não está em equilíbrio com a sua aceleração gravitacional. Os efeitos combinados da perda de gás e dos choques gravitacionais devido ao mergulho na galáxia explicam bem as velocidades generalizadas das estrelas dentro do remanescente da galáxia anã.

Uma das curiosidades deste estudo é o papel da matéria escura. Primeiro, a ausência de equilíbrio impede qualquer estimativa da massa dinâmica das anãs da Via Láctea e do seu conteúdo de matéria escura.

Em segundo lugar, embora no cenário anterior a matéria escura protegesse a suposta estabilidade das galáxias anãs, invocar a matéria escura torna-se bastante estranho para objetos fora de equilíbrio. Na verdade, se a anã já contivesse muita matéria escura, ela teria estabilizado o seu disco rotativo inicial de estrelas, evitando a transformação da anã numa galáxia com movimentos estelares aleatórios, conforme observado.

A recente chegada descrita de galáxias anãs e suas transformações no halo explicam bem muitas propriedades observadas desses objetos, em particular, por que eles têm estrelas a grandes distâncias de seu centro. As suas propriedades parecem compatíveis com a ausência de matéria escura, contrariamente ao entendimento anterior de que as galáxias anãs eram os objetos mais dominados pela matéria escura.

Surgem agora muitas questões, tais como: Onde estão as muitas galáxias anãs dominadas pela matéria escura que o modelo cosmológico padrão espera em torno da Via Láctea? Como podemos inferir o conteúdo de matéria escura de uma galáxia anã se o equilíbrio não pode ser assumido? Que outras observações poderiam discriminar entre as galáxias anãs fora de equilíbrio propostas e a imagem clássica com anãs dominadas pela matéria escura ?


Mais informações: François Hammer et al, A história de acréscimo da Via Láctea—II. Cinemática interna de aglomerados globulares e de galáxias anãs, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2023). No arXiv : DOI: 10.48550/arxiv.2311.05677

Informações do jornal: arXiv , Avisos Mensais da Royal Astronomical Society 

 

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