Descoberta minúscula galáxia impregnada de matéria escura

Dentro da Via Láctea, o espaço é pontilhado com várias galáxias satélites, incluindo as famosas Grandes e Pequenas Nuvens de Magalhães, visíveis a olho nu do hemisfério sul. Astrônomos descobriram recentemente uma nova galáxia satélite, a menor e mais escura já descoberta. Esta descoberta levou à hipótese de que pode ser uma das galáxias mais fortemente impregnadas de matéria escura já observadas.

Satélite escuro: UMa3/U1

Localizada na constelação de Ursa Maior, a cerca de 30.000 anos-luz do Sol, UMa3/U1 é uma galáxia excepcionalmente modesta. Devido à sua luminosidade extremamente baixa, pequeno tamanho e pequeno número de estrelas, passou despercebido por um longo tempo, apesar de sua relativa proximidade. Galáxias comuns, mesmo as menores, têm centenas de milhões a bilhões de estrelas, enquanto UMa3/U1 tem apenas cerca de sessenta. Além disso, existem aglomerados estelares em nossa própria galáxia que contêm mais estrelas do que esta galáxia anã.

As galáxias tradicionais também têm diâmetros muito maiores, variando de milhares a centenas de milhares de anos-luz. Em comparação, o tamanho modesto do UMa3/U1, que tem apenas dez anos-luz de diâmetro, é mais típico de aglomerados abertos - grupos de estrelas que estão menos ligados gravitacionalmente do que aqueles que formam uma galáxia. Assim, embora UMa3/U1 seja tecnicamente classificada como uma galáxia devido à sua estrutura e formação, suas características a tornam única entre as galáxias conhecidas.

A descoberta do UMa3/U1 foi possível graças a uma combinação de observações feitas pelo Telescópio Canadá-França-Havaí (CFHT) e pelo telescópio Pan-STARRS no Havaí, seguido por um estudo mais detalhado usando o Deep Imaging Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) no Observatório Keck. Estas observações confirmaram que as estrelas em UMa3/U1 estão gravitacionalmente ligadas umas às outras, descartando a hipótese de uma associação aleatória simples de estrelas.

Esta imagem do céu profundo (à esquerda) obscurece a galáxia ultrafraca Uma3/U1. Contém menos de cem estrelas, um número irrisório para uma galáxia.

Um objeto dominado pela matéria escura

Apesar do pequeno número de estrelas, UMa3/U1 intriga os astrônomos com sua composição incomum. Com uma massa equivalente à do Sol de apenas dezesseis vezes, esta galáxia está bem abaixo dos padrões galácticos. No entanto, a baixa massa estelar é compensada pela provável presença de matéria escura.

De acordo com a teoria cosmológica da Matéria Escura Fria (MDL) da Lambda, galáxias anãs como UMa3/U1 são cercadas por enormes halos de matéria escura, o que as ajuda a manter sua integridade apesar de sua baixa massa estelar. Note que, ao contrário da matéria comum, a matéria escura não interage com a luz e, portanto, não pode ser observada diretamente. No entanto, seus efeitos gravitacionais podem ser observados nas trajetórias de estrelas e outros objetos celestes.

No caso da UMa3/U1, a presença de matéria escura é necessária para explicar sua sobrevivência como uma entidade galáctica separada. Embora sua massa estelar seja relativamente pequena, as observações mostram que as estrelas desta galáxia se movem juntas de forma coordenada, sugerindo coesão gravitacional. No entanto, tal coesão seria difícil de explicar sem a influência significativa da matéria escura, que ajuda a manter as estrelas unidas dentro da galáxia, apesar das forças de maré agindo a partir da Via Láctea.

Assim, embora UMa3/U1 possa parecer insignificante em termos de massa estelar, esta galáxia fornece um laboratório natural para investigar as interações entre a matéria comum e a matéria escura, lançando assim luz sobre nossa compreensão da estrutura em grande escala do universo.

Quais são as perspectivas para esta galáxia?

Apesar das muitas questões levantadas pelo UMa3/U1, uma coisa é clara: esta descoberta abre novos caminhos para a pesquisa e reflexão por astrônomos de todo o mundo. Observações futuras, particularmente com o telescópio Keck, podem fornecer mais pistas sobre a verdadeira natureza desta misteriosa galáxia.

Seja o remanescente de um sistema estelar moribundo ou a joia oculta de uma nova classe de galáxias, UMa3/U1 continua a fascinar e intrigar mentes astronômicas curiosas.

Os detalhes do estudo foram publicados no The Astrophysical Journal.