Astrônomos descobrem uma estranha galáxia sem matéria escura

Três anos atrás, Filippo Fraternali e seus colegas descobriram meia dúzia de galáxias misteriosamente difusas que pareciam grandes cidades feitas de estrelas e gás. Mas, ao contrário de quase todas as outras galáxias já vistas – incluindo a nossa Via Láctea – elas não pareciam estar cercadas pelas vastas massas de matéria escura que normalmente manteriam essas metrópoles estelares juntas com sua gravidade. Os cientistas escolheram uma para ampliar, uma galáxia humilde a cerca de 250.000 anos-luz de distância, e apontaram para ela as 27 antenas telescópicas de rádio do Very Large Array no Novo México.

Depois de coletar 40 horas de dados, eles mapearam as estrelas e o gás e confirmaram o que os instantâneos anteriores sugeriram: Instituto Astronômico da Universidade de Groningen, na Holanda. Se a equipe ou seus concorrentes encontrarem outras galáxias, isso pode representar um desafio para os cientistas. Ponto de vista de Sombrio importamque tem sido a perspectiva dominante neste campo por pelo menos 20 anos. Fraternali e sua equipe publicaram seus resultados em dezembro em Avisos mensais da Royal Astronomical Society.

Com base em décadas de observações de telescópio e simulações de computador, os cientistas acreditam que a matéria escura seja o esqueleto oculto do cosmos; suas “juntas” são aglomerados maciços de partículas invisíveis que abrigam galáxias grandes e pequenas. Mas Fraternali não é o primeiro a ver uma exceção a essa regra. Há alguns anos, Pieter van Dokkum, astrônomo de Yale, e seus colegas descoberto galáxias semelhantes a Telescópio Hubble também parecia não ter matéria escura. “Essas galáxias, que encontramos em 2018, provocaram muita controvérsia, discussão e trabalho de acompanhamento porque eram inesperadas e difíceis de explicar”, diz van Dokkum.

Essas outras galáxias viviam em um ambiente lotado, onde galáxias vizinhas maiores frequentemente voam, potencialmente arrastando matéria escura com elas. Em contraste, a galáxia Fraternali é bastante isolada e não tem vizinhos interferentes, então sua falta de matéria escura não pode ser explicada dessa maneira. “Isso pode ser muito significativo”, diz van Dokkum. “Como você reúne estrelas e gás neste lugar sem a ajuda da matéria escura?”

Esses objetos estranhos são conhecidos como “galáxias ultradifusas”. Eles são extremos: são minúsculos em termos de massa, mas estão espalhados por grandes distâncias. Alguns são tão grandes quanto a Via Láctea, mas têm apenas um centésimo de estrelas – ou até menos. Eles estão tão perto de serem transparentes que são difíceis de espionar no céu noturno. “Eles são um pouco mais fracos no meio, tão difíceis de ver. Agora eles são mais conhecidos com melhores telescópios e observações mais profundas”, diz Mireia Montes, astrônoma do Space Telescope Science Institute em Baltimore e especialista em tais galáxias.

A partir da década de 1960, a astrônoma americana Vera Rubin e outros revelaram pela primeira vez a provável existência de matéria invisível ou “escura” quando mediram a velocidade com que as estrelas nas galáxias giram em torno do centro e mostraram que as estrelas internas orbitam em velocidades diferentes das externas. Com base na rotação dessas estrelas, os cientistas calcularam quanta massa a galáxia teria que ter para mantê-la em órbita em vez de ser lançada no espaço. Em muitas galáxias esta massa era muitas vezes maior do que a de todas as estrelas juntas. Os cientistas resolveram o problema inferindo a presença de um tipo de matéria escura que não emite nem reflete luz e que deve compor o restante da massa que mantém a galáxia unida.