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A medição de distância mais precisa, até à data, da galáxia ultradifusa (UDG) NGC1052-DF2 (DF2) confirma, sem sombra de dúvida, que lhe falta matéria escura. A distância recentemente medida de 22,1 +/-1,2 megaparsecs foi obtida por uma equipa internacional de investigadores liderados por Zili Shen e Pieter van Dokkum da Universidade de Yale e Shany Danieli, ligada ao Hubble no IAS (Institute for Advanced Study).
“Determinar uma distância precisa para DF2 foi fundamental para apoiar os nossos resultados anteriores”, disse Danieli. “A nova medição relatada neste estudo tem implicações cruciais para estimar as propriedades físicas da galáxia, confirmando assim a sua falta de matéria escura.”
Crédito: NASA, ESA, STScI, Zili Shen (Yale), Pieter van Dokkum (Yale), Shany Danieli (IAS), Alyssa Pagan (STScI)
Os resultados, publicados dia 9 de junho de 2021 na revista The Astrophysical Journal Letters, são baseados em 40 órbitas do Telescópio Espacial Hubble da NASA, com imagens pelo instrumento ACS (Advanced Camera for Surveys) e uma análise TRGB (“tip of the red giant branch”), o padrão de ouro para estas medições refinadas. Em 2019, a equipa publicou resultados medindo a distância à vizinha UDG NGC1052-DF4 (DF4) com base em 12 órbitas do Hubble e numa análise TRGB, que forneceu evidências convincentes da ausência de matéria escura. Este método preferido expande os estudos da equipa de 2018 que se baseavam em “flutuações de brilho da superfície” para medir a distância. Ambas as galáxias foram descobertas com o Dragonfly Telephoto Array no observatório New Mexico Skies.
“Decidimos arriscar com as nossas observações iniciais do Hubble desta galáxia em 2018,” disse van Dokkum. “Acho que as pessoas estavam corretas em questioná-lo, pois é que um resultado tão invulgar. Seria bom se houvesse uma explicação simples, como uma distância errada. Mas eu penso que é mais divertido e mais interessante se realmente for uma galáxia estranha.”
Além de confirmar as descobertas de distância anteriores, os resultados do Hubble indicaram que as galáxias estavam localizadas um pouco mais longe do que se pensava anteriormente, reforçando o caso de que contêm pouca ou nenhuma matéria escura. Se DF2 estivesse mais perto da Terra, como afirmam alguns astrónomos, seria intrinsecamente mais fraca e menos massiva, e a galáxia precisaria de matéria escura para explicar os efeitos observados da massa total.
A matéria escura é amplamente considerada um ingrediente essencial das galáxias, mas este estudo fornece mais evidências de que a sua presença pode não ser inevitável. Embora a matéria escura ainda não tenha sido observada diretamente, a sua influência gravitacional é como uma cola que mantém as galáxias unidas e governa o movimento da matéria visível. No caso de DF2 e DF4, os investigadores foram capazes de explicar o movimento das estrelas com base apenas na massa estelar, sugerindo uma falta ou ausência de matéria escura. Ironicamente, a deteção de galáxias deficientes em matéria escura provavelmente ajudará a revelar a sua natureza intrigante e fornecerá novas informações sobre a evolução galáctica.
Apesar de DF2 e DF4 serem ambas comparáveis em tamanho à nossa Galáxia, a Via Láctea, as suas massas totais são apenas cerca de um por cento da massa da Via Láctea. Também se descobriu que estas galáxias ultradifusas têm uma grande população de enxames globulares especialmente luminosos.
Esta investigação gerou um grande interesse académico, bem como um debate energético entre os proponentes de teorias alternativas para a matéria escura, como a teoria MOND (Modified Newtonian dynamics). No entanto, com as descobertas mais recentes da equipa, incluindo as distâncias relativas das duas UDGs a NGC1052 – tais teorias alternativas parecem menos prováveis. Além disso, agora há pouca incerteza nas medições de distância da equipa, dada a utilização do método TRGB. Com base na física fundamental, este método depende da observação de estrelas gigantes vermelhas que emitem um flash depois de queimar o seu reservatório de hélio que sempre ocorre com o mesmo brilho.
“Há um ditado que afirma que alegações extraordinárias requerem evidências extraordinárias, e a nova medição de distância apoia fortemente a nossa descoberta anterior de que DF2 tem matéria escura em falta,” disse Shen. “Agora é hora de ir além do debate e de nos focarmos no modo como estas galáxias surgiram.”
Seguindo em frente, os investigadores vão continuar a caçar mais destas galáxias estranhas, enquanto consideram uma série de questões como: como é que as UDGs são formadas? O que nos dizem sobre os modelos cosmológicos padrão? Quão comuns são estas galáxias, e que outras propriedades únicas têm? Será necessário descobrir muitas mais galáxias sem matéria escura para resolver estes mistérios e a questão final sobre o que realmente é a matéria escura.
// IAS (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// Universidade de Yale (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)
// Artigo científico (arXiv.org)
Saiba mais:
NGC 1052-DF2:
Wikipedia
Matéria escura:
Wikipedia
MOND:
Wikipedia
Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA
ESA
Hubblesite
STScI
SpaceTelescope.org
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais
Dragonfly Telephoto Array:
Página oficial
Wikipedia
