Durante décadas, astrônomos acreditaram que galáxias pequenas eram estruturas desorganizadas, caóticas e espessas, moldadas pela violência gravitacional do Universo primitivo. Agora, um estudo internacional publicado nesta terça-feira (12), no The Open Journal of Astrophysics, coloca essa ideia em xeque ao revelar que uma parcela surpreendente das chamadas galáxias anãs possui discos extremamente finos — comparáveis, em proporção, aos sistemas espirais mais elegantes do cosmos.

A pesquisa, liderada por José A. Benavides, da University of California, Riverside, reuniu cientistas de instituições como Durham University, Max Planck Institute for Astrophysics e University of Victoria. O grupo analisou milhões de observações de galáxias obtidas em grandes levantamentos astronômicos internacionais, incluindo GAMA, DESI e ALFALFA.

O resultado surpreendeu até os autores: cerca de 40% das galáxias com massa entre 1 bilhão e 10 bilhões de sóis apresentam discos mais finos do que uma proporção de 1 para 5. Em sistemas menores, com cerca de 100 milhões de massas solares, os discos ultrafinos continuam comuns — algo que as simulações cosmológicas modernas praticamente não conseguem reproduzir.

“Não esperávamos encontrar tantas galáxias anãs achatadas”, escrevem os pesquisadores. Segundo o estudo, há um “claro desafio” aos modelos numéricos usados atualmente para explicar a formação galáctica.

A descoberta toca num dos pilares da cosmologia moderna: o modelo ?CDM, que descreve um Universo dominado por matéria escura e energia escura. Desde os anos 1990, supercomputadores vêm simulando a evolução do cosmos com crescente precisão. Essas simulações conseguiram reproduzir razoavelmente bem galáxias grandes como a Via Láctea, mas fracassam quando o assunto são sistemas menores.

O trabalho mostra que galáxias anãs reais são muito mais “frias” e organizadas do que sugerem os modelos teóricos. Em vez de massas irregulares e espessas de estrelas, muitas apresentam discos finos vistos de perfil, semelhantes a miniaturas delicadas de galáxias espirais clássicas.

A equipe analisou a forma aparente dessas galáxias usando a razão entre seus eixos observados — um método tradicional para inferir a geometria tridimensional de objetos celestes. Quanto mais estreita a galáxia observada, maior a probabilidade de ela possuir um disco fino quando vista “de lado”.

Entre os exemplos citados pelos autores está a galáxia UGC 7321, um sistema extremamente achatado, com massa equivalente a apenas 300 milhões de sóis. Outro caso lembrado é o da galáxia M33, integrante do Grupo Local, conhecida por sua rotação organizada e disco fino.

As imagens analisadas mostram que discos finos não desaparecem nas menores escalas do Universo, como se imaginava anteriormente. Pelo contrário: eles continuam presentes até em sistemas com massas cem vezes menores que a Via Láctea.

O contraste mais dramático surgiu quando os pesquisadores compararam os dados observacionais com algumas das simulações cosmológicas mais sofisticadas disponíveis atualmente, incluindo TNG50, FIREbox e Romulus25.

Nas simulações, praticamente não existem galáxias anãs extremamente finas. Em muitos casos, nenhum objeto abaixo de 1 bilhão de massas solares alcança a espessura observada nos telescópios.

Segundo os autores, isso indica limitações importantes tanto na resolução computacional quanto na forma como os modelos tratam os processos físicos ligados ao gás interestelar, à formação de estrelas e às explosões de supernovas.

A explicação dominante até agora afirmava que o chamado “feedback estelar” — rajadas de energia produzidas por estrelas jovens e supernovas — agitava violentamente o gás em galáxias pequenas, impedindo a formação de discos estáveis e finos. O novo estudo sugere que esse efeito talvez esteja sendo superestimado pelos modelos computacionais.

“Há uma população significativa de galáxias anãs com forte rotação”, observam os autores ao citar levantamentos anteriores, como o projeto LITTLE THINGS.

O impacto da descoberta vai além da morfologia galáctica. Galáxias anãs são consideradas peças fundamentais para compreender a formação de estruturas cósmicas, a distribuição da matéria escura e a própria história evolutiva do Universo. Elas também servem como laboratórios naturais para estudar fenômenos extremos, já que possuem poucos elementos químicos pesados e estruturas relativamente simples.

Se os modelos atuais falham justamente nas menores galáxias — teoricamente as mais simples de simular — isso pode indicar lacunas mais profundas na compreensão da física cósmica.

Os resultados também reacendem um debate histórico da astronomia. Desde os trabalhos pioneiros de Edwin Hubble, nos anos 1920, galáxias pequenas eram classificadas principalmente como objetos irregulares e desordenados. O novo levantamento mostra que parte relevante delas talvez tenha sido interpretada de maneira incompleta por limitações observacionais do passado.

A equipe afirma que futuras gerações de simulações precisarão incorporar modelos físicos mais sofisticados para explicar a sobrevivência desses discos frágeis. Isso inclui maior resolução espacial e melhor tratamento da interação entre estrelas, gás e matéria escura.

Para a astronomia observacional, o estudo chega em um momento estratégico. A nova geração de telescópios e levantamentos digitais — como o próprio DESI e futuros observatórios gigantes — promete revelar milhões de galáxias anãs adicionais nos próximos anos, ampliando ainda mais a pressão sobre os modelos teóricos.

No fim, o trabalho reforça uma velha máxima da ciência: quanto mais o Universo é observado em detalhe, menos simples ele parece. E, desta vez, são justamente as menores galáxias do cosmos que estão expondo as maiores fragilidades da cosmologia contemporânea.