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Novos dados do Hubble explicam a falta de matéria escura
Novos dados do Hubble foram usados ​​para explicar a razão por trás da falta de matéria escura em NGC 1052-DF4, que reside a 45 milhões de anos-luz de distância.
Por ESA / Centro de Informações Hubble - 26/11/2020


Esta imagem mostra o céu ao redor das galáxias ultra difusas NGC 1052-DF4 e NGC 1052-DF2. Foi criado a partir de imagens que fazem parte do Digitized Sky Survey 2. O NGC 1052-DF2 é basicamente invisível nesta imagem. Em 2018, uma equipe internacional de pesquisadores usando o telescópio espacial Hubble da NASA / ESA e vários outros observatórios descobriram, pela primeira vez, uma galáxia em nossa vizinhança cósmica que está faltando a maior parte de sua matéria escura. Esta descoberta da galáxia NGC 1052-DF2 foi uma surpresa para os astrônomos, pois foi entendido que a matéria escura (DM) é um constituinte chave nos modelos atuais de formação e evolução de galáxias. Na verdade, sem a presença de DM, o gás primordial não teria força de gravidade suficiente para começar a entrar em colapso e formar novas galáxias. Um ano depois, outra galáxia que perde a matéria escura foi descoberta, NGC 1052-DF4, que desencadeou debates intensos entre os astrônomos sobre a natureza desses objetos. Agora, novos dados do Hubble foram usados ​​para explicar a razão por trás da falta de matéria escura em NGC 1052-DF4, que reside a 45 milhões de anos-luz de distância, fornecendo mais evidências de interrupção das marés. Ao estudar a distribuição da luz e do aglomerado globular da galáxia, os astrônomos concluíram que as forças de gravidade da galáxia vizinha NGC 1035 removeram a matéria escura de NGC 1052-DF4 e agora estão destruindo a galáxia. Crédito: ESA / Hubble, NASA, Digitized Sky Survey 2 Agradecimento: Davide de Martin que reside a 45 milhões de anos-luz de distância, fornecendo mais evidências da interrupção das marés. Ao estudar a distribuição da luz e do aglomerado globular da galáxia, os astrônomos concluíram que as forças de gravidade da galáxia vizinha NGC 1035 removeram a matéria escura de NGC 1052-DF4 e agora estão destruindo a galáxia. Crédito: ESA / Hubble, NASA, Digitized Sky Survey 2 Agradecimento: Davide de Martin que reside a 45 milhões de anos-luz de distância, fornecendo mais evidências da interrupção das marés. Ao estudar a distribuição da luz e do aglomerado globular da galáxia, os astrônomos concluíram que as forças de gravidade da galáxia vizinha NGC 1035 removeram a matéria escura de NGC 1052-DF4 e agora estão destruindo a galáxia. Crédito: ESA / Hubble, NASA, Digitized Sky Survey 2 Agradecimento: Davide de Martin

Novos dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA fornecem mais evidências para a interrupção das marés na galáxia NGC 1052-DF4. Este resultado explica uma descoberta anterior de que esta galáxia está perdendo a maior parte de sua matéria escura. Ao estudar a distribuição da luz e do aglomerado globular da galáxia, os astrônomos concluíram que as forças de gravidade da galáxia vizinha NGC 1035 removeram a matéria escura de NGC 1052-DF4 e agora estão destruindo a galáxia.

Em 2018, uma equipe internacional de pesquisadores usando o telescópio espacial Hubble da NASA / ESA e vários outros observatórios descobriram, pela primeira vez, uma galáxia em nossa vizinhança cósmica que está faltando a maior parte de sua matéria escura . Esta descoberta da galáxia NGC 1052-DF2 foi uma surpresa para os astrônomos, pois foi entendido que a matéria escura (DM) é um constituinte chave nos modelos atuais de formação e evolução de galáxias. Na verdade, sem a presença de DM, o gás primordial não teria força de gravidade suficiente para começar a entrar em colapso e formar novas galáxias. Um ano depois, outra galáxia que perde a matéria escura foi descoberta, NGC 1052-DF4, o que gerou intensos debates entre os astrônomos sobre a natureza desses objetos.

Agora, novos dados do Hubble foram usados ​​para explicar a razão por trás da falta de matéria escura em NGC 1052-DF4, que reside a 45 milhões de anos-luz de distância. Mireia Montes, da Universidade de New South Wales, na Austrália, liderou uma equipe internacional de astrônomos para estudar a galáxia usando imagens ópticas profundas. Eles descobriram que a falta de matéria escura pode ser explicada pelos efeitos da interrupção das marés. As forças de gravidade da galáxia massiva vizinha NGC 1035 estão destruindo a NGC 1052-DF4. Durante esse processo, a matéria escura é removida, enquanto as estrelas sentem os efeitos da interação com outra galáxia em um estágio posterior.

Até agora, a remoção de matéria escura desta forma permaneceu escondida dos astrônomos, pois só pode ser observada usando imagens extremamente profundas que podem revelar características extremamente tênues. "Usamos o Hubble de duas maneiras para descobrir que o NGC 1052-DF4 está experimentando uma interação", explicou Montes. "Isso inclui estudar a luz da galáxia e a distribuição dos aglomerados globulares da galáxia ."

Graças à alta resolução do Hubble, os astrônomos puderam identificar a população de aglomerados globulares da galáxia. O telescópio Gran Telescopio Canarias (GTC) de 10,4 metros e o telescópio IAC80 nas Canárias, Espanha, também foram usados ​​para complementar as observações do Hubble, estudando os dados.

Esta imagem apresenta a região ao redor da galáxia NGC 1052-DF4, feita pelo telescópio
IAC80 no Observatório Teide, em Tenerife. A figura destaca as principais galáxias no campo
de visão, incluindo NGC 1052-DF4 (centro da imagem), e sua vizinha NGC 1035
(centro esquerdo). Crédito: M. Montes et al.

“Não basta passar muito tempo a observar o objecto, mas é vital um tratamento cuidadoso dos dados”, explicou o membro da equipa Raúl Infante-Sainz do Instituto de Astrofísica de Canarias em Espanha. "Portanto, era importante que usássemos não apenas um telescópio / instrumento, mas vários (baseados no solo e no espaço) para realizar esta pesquisa. Com a alta resolução do Hubble, podemos identificar os aglomerados globulares e, em seguida, com a fotometria GTC obtemos as propriedades físicas . "
 
Pensa-se que os aglomerados globulares se formam nos episódios de intensa formação estelar que deu forma às galáxias. Seus tamanhos compactos e luminosidade os tornam facilmente observáveis ​​e, portanto, são bons rastreadores das propriedades de sua galáxia hospedeira. Desta forma, estudando e caracterizando a distribuição espacial dos aglomerados em NGC 1052-DF4, os astrônomos podem desenvolver uma visão sobre o estado atual da própria galáxia. O alinhamento desses aglomerados sugere que eles estão sendo "despojados" de sua galáxia hospedeira, e isso apóia a conclusão de que a interrupção das marés está ocorrendo.

Ao estudar a luz da galáxia, os astrônomos também encontraram evidências de caudas de maré, que são formadas de material que se afasta de NGC1052-DF4 - o que confirma ainda mais a conclusão de que este é um evento de interrupção. Análises adicionais concluíram que as partes centrais da galáxia permanecem intocadas e apenas ∼ 7% da massa estelar da galáxia está hospedada nessas caudas de maré. Isso significa que a matéria escura, que é menos concentrada que as estrelas, foi previamente e preferencialmente removida da galáxia, e agora o componente estelar externo está começando a ser removido também.

"Este resultado é um bom indicador de que, enquanto a matéria escura da galáxia se evaporou do sistema, as estrelas só agora começam a sofrer o mecanismo de ruptura", explicou o membro da equipe Ignacio Trujillo, do Instituto de Astrofísica de Canarias da Espanha. "Com o tempo, NGC1052-DF4 será canibalizado pelo grande sistema em torno de NGC1035, com pelo menos algumas de suas estrelas flutuando livremente no espaço profundo."

A descoberta de evidências para apoiar o mecanismo de interrupção das marés como a explicação para a ausência de matéria escura na galáxia não só resolveu um enigma astronômico, mas também trouxe um suspiro de alívio para os astrônomos. Sem ele, os cientistas teriam que revisar nossa compreensão das leis da gravidade.

"Esta descoberta reconcilia o conhecimento existente de como as galáxias se formam e evoluem com o modelo cosmológico mais favorável", acrescentou Montes.

Esses resultados foram publicados no Astrophysical Journal .

 

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