Todos hoje, sem dúvida, já ouviram falar de matéria escura que, de acordo com astrofísicos de partículas e cosmólogos, é suposto ser formado por partículas ainda desconhecidas, relativas a uma nova física, e que devem dominar pelo campo gravitacional de suas distribuições o das estrelas nas galáxias e das galáxias no aglomerado de galáxias.
Então, se fizermos balanço de massa em uma ampla volume que circunda uma galáxia ou um aglomerado de galáxias, descobrimos, estudando suas movimentos que essas massas na forma de partículas de matéria não são principalmente partículas de matéria comum, isto é bárions na forma de prótons e de nêutrons na maior parte.
Na verdade, descobrimos que quase 80% da massa deve estar na forma de partículas nunca detectadas e que não devem emitir qualquer luz ou muito pouco, daí o seu nome matéria escura, ainda às vezes chamada matéria escura ao traduzir o nome inglês para o francês Matéria Escura (DM).
Este incrível instantâneo do aglomerado de galáxias de Perseu é uma revolução para a astronomia. A imagem mostra 1.000 galáxias pertencentes ao aglomerado e mais de 100.000 galáxias adicionais mais ao fundo. Muitas destas galáxias ténues eram anteriormente invisíveis. Alguns deles estão tão distantes que a sua luz demorou 10 mil milhões de anos a chegar até nós. Ao mapear a distribuição e a forma destas galáxias, os cosmólogos poderão aprender mais sobre como a matéria escura moldou o Universo que vemos hoje. Esta é a primeira vez que uma imagem deste tamanho permite capturar tantas galáxias neste aglomerado com tal nível de detalhe (baixe a imagem em alta resolução). © ESA, Euclid, Euclid Consortium, NASA, processamento de imagem por J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO
As enigmáticas galáxias ultradifusas
Os cosmólogos que trabalham para resolver questões de cosmogonia precisam deste DM que eles descrevem como Frio (C) em inglês, ou seja, frio porque forma um gás em baixas temperaturas com partículas se movendo em baixa velocidades (independentemente das suas massas, pesadas ou leves, mesmo que a primeira hipótese seja frequentemente invocada). O MDL torna possível dar origem a galáxias e aglomerados de galáxias.
Contudo, se conseguirmos reproduzir muitas observações relativas à formação do mundo das galáxias ao longo dos milhares de milhões de anos desde o Big Bang com gêmeos digital doUniverso observável, esses gêmeos também prevêem a existência de muitas pequenas galáxias em órbita em torno de grandes galáxias. Geralmente o número não está lá, o que questiona um pouco a validade do modelo cosmológico padrão com sua hipótese de Matéria Escura Fria.
No entanto, os astrofísicos acabaram por revelar galáxias do tamanho da Via Láctea contendo significativamente menos estrelas e que são muito fracas. Elas foram chamadas de galáxias ultradifusas, ou UDGs em inglês, peloastrônomo Pieter van Dokkum, da Universidade de Yale. Geralmente, mas nem sempre, parecem cheios de matéria escura, o que pode sugerir que o galáxias anãs contendo matéria escura e que estão faltando talvez estejam lá, mas evoluíram para fornecer UDGs.
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As misteriosas galáxias ultradifusas: prova ou refutação da matéria escura?
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Como esses objetos poderiam ter se formado? Talvez uma UDG tivesse começado a sua história como uma galáxia anã normal, mas a sua captura e depois a sua queda num aglomerado de galáxias banhadas por plasma denso exercendo um pressão sobre ele talvez o tivesse levado a ser despojado do gás necessário para a formação de estrelas. Mais provavelmente, estes seriam forças de maré outras galáxias no aglomerado que teriam desviado gás e estrelas da jovem galáxia anã. Tudo o que teria restado seria matéria escura e uma taxa muito baixa de formação de novas estrelas devido à sua pobreza em bárions.
O Telescópio Espacial Hubble da NASA revelou uma descoberta excepcional no aglomerado de galáxias de Perseu: CDG-2, uma galáxia de brilho superficial muito baixo composta por 99% de matéria escura. Para obter uma tradução francesa bastante precisa, clique no retângulo branco no canto inferior direito. As legendas em inglês devem aparecer. Em seguida, clique na porca à direita do retângulo, depois em “Legendas” e por fim em “Traduzir automaticamente”. Escolha “Francês”. © Centro de Voo Espacial Goddard da NASA
Uma galáxia quase invisível traída pelos seus aglomerados globulares
Obviamente, os cosmólogos procuram aprender mais sobre estas questões e é por isso que o caso de uma UDG está na vanguarda neste momento em comunicados de imprensa do NASA e oESA é tão interessante.
Como também pode ser visto em um artigo de acesso aberto sobre arXivos pesquisadores usaram o Telescópio espacial Hubble da NASA e da ESA em colaboração com outros instrumentos, como o telescópio japonês Subaru e até o telescópio Euclides, para eliminar o Candidato Dark Galaxy-2 (CDG-2), que de fato parece ser composto de… 99,94%, ou mesmo 99,98%, de matéria escura!
Com um brilho equivalente a aproximadamente 6 milhões sóis No entanto, a CDG-2 poderá muito bem ser uma das galáxias mais ricas em matéria escura alguma vez identificadas. O Hubble revelou sua presença no aglomerado de galáxias Perseu, localizado a 300 milhões deanos-luz.
A galáxia CDG-2, com baixo brilho superficial (cercada por um círculo vermelho pontilhado à direita), é composta principalmente de matéria escura e contém apenas uma pequena dispersão de estrelas. A imagem completa, obtida pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA, é visível à esquerda. © NASA, ESA, Dayi Li (Universidade de Toronto); Processamento de imagem: Joseph DePasquale (STScI)
O CDG-2 foi descoberto e sua massa pôde ser determinada usando a presença e os movimentos de quatro aglomerados globulares em órbita ao redor desta galáxia (para que conste, sabemos mais de 150 para a Via Láctea).
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O mistério dos aglomerados globulares foi finalmente resolvido? Os pesquisadores acham que encontraram a chave… e uma surpresa!
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Como explica o comunicado de imprensa da NASA e o vídeo acima: “ Agrupamentos densos de aglomerados globulares – grupos compactos e esféricos de estrelas normalmente encontrados orbitando galáxias normais – podem de fato sinalizar a presença de uma população estelar fraca e oculta… Os aglomerados globulares possuem imensa densidade estelar e estão fortemente ligados gravitacionalmente. Isto os torna mais resistentes à destruição pelo efeito gravitacional das marés e, portanto, rastreadores confiáveis de galáxias fantasmas. “.
Esta imagem brilhante mostra o aglomerado globular chamado NGC 6397. É o segundo aglomerado globular mais próximo da Terra, localizado a cerca de 7.800 anos-luz de distância. Os aglomerados globulares são coleções de centenas de milhares de estrelas ligadas pela gravidade. Atualmente, nenhum outro telescópio além do Euclides pode observar um aglomerado globular inteiro em uma única observação e, ao mesmo tempo, distinguir tantas estrelas no aglomerado. Estas estrelas fracas contam-nos a história da Via Láctea e a localização da matéria escura. © ESA, Euclid, Euclid Consortium, NASA, processamento de imagem por J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO