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Novos dados do Hubble explicam a falta de matéria escura em certas galáxias

A falta de matéria escura em certas galáxias pode ser explicada pelos efeitos da interrupção da maré: as forças de gravidade de uma galáxia massiva vizinha, literalmente rasgando a galáxia menor indicam os novos dados do Hubble.

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 é um constituinte chave nos modelos atuais de formação e evolução de galáxias. 

Na verdade, sem a presença de matéria escura, o gás primordial não teria atração gravitacional 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 do aglomerado globular da galáxia. O telescópio Gran Telescopio Canarias (GTC) de 10,4 metros e o telescópio IAC80 nas Ilhas Canárias da Espanha também foram usados ​​para complementar as observações do Hubble, estudando ainda mais os dados.

“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 NGC 1052-DF4. Isso apóia ainda mais a conclusão de que este é um evento de interrupção. Uma análise adicional concluiu que as partes centrais da galáxia permanecem intocadas e apenas cerca de 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, NGC 1052-DF4 será canibalizado pelo grande sistema em torno de NGC 1035, 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 aos 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.

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