A análise de uma galáxia ultradifusa a cerca de 115 milhões de anos-luz mostrou como uma faixa tênue de estrelas pode revelar informações sobre massa invisível.
A matéria escura continua entre os maiores desafios da astronomia moderna, principalmente porque não pode ser observada diretamente por telescópios convencionais. Um estudo publicado na Nature, com participação da Northwestern University, mostrou que trajetórias estelares podem servir como uma ferramenta adicional para revelar como esse componente invisível se organiza em outras galáxias.
Matéria escura ganha nova forma de investigação
Um estudo com participação da Northwestern University mostrou que a distribuição de matéria escura em galáxias distantes pode ser investigada por meio de estruturas estelares extremamente discretas.
O trabalho, publicado na revista Nature, analisou uma faixa formada por estrelas que se afastaram de um antigo aglomerado globular e permaneceram associadas por trajetórias muito semelhantes.
Esse tipo de formação funciona como um registro das forças gravitacionais presentes ao redor da galáxia, porque qualquer alteração relevante em sua trajetória pode indicar diferenças na distribuição de massa.
A análise se concentrou na UGC 9050-Dw1, uma galáxia ultradifusa situada a aproximadamente 115 milhões de anos-luz da Terra, cuja baixa luminosidade favoreceu a identificação da estrutura.
A descoberta possui importância especial porque estruturas semelhantes já eram conhecidas dentro da Via Láctea, mas ainda não haviam sido confirmadas com esse nível de detalhe em outra galáxia.
Simulações revelam massa invisível da galáxia
Depois da identificação da estrutura estelar, os pesquisadores compararam milhares de cenários computacionais para descobrir quais distribuições de massa poderiam produzir uma trajetória compatível com as observações.
Esse procedimento permitiu separar a contribuição aproximada da matéria visível daquela associada a componentes que não podem ser detectados diretamente por telescópios tradicionais.
Os resultados indicaram uma quantidade elevada de matéria escura na UGC 9050-Dw1, característica que já era considerada provável para galáxias ultradifusas desse tipo.
A principal novidade está no método utilizado, porque a equipe conseguiu estimar propriedades gravitacionais por uma rota diferente das técnicas normalmente aplicadas em estudos extragalácticos.
Como a matéria escura representa cerca de 85% de toda a matéria existente no universo, qualquer ferramenta adicional de medição pode ajudar a comparar hipóteses sobre sua distribuição.
Pequenas irregularidades nessas estruturas também podem revelar concentrações locais de massa invisível, o que abre espaço para testes mais detalhados sobre modelos atuais de matéria escura.
Novos observatórios podem ampliar esse tipo de análise
O caso estudado pela Northwestern University também oferece uma referência para futuras pesquisas baseadas em telescópios capazes de observar regiões muito maiores do céu.
A missão Euclid, da Agência Espacial Europeia, e o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, da NASA, deverão aumentar consideravelmente a quantidade de galáxias avaliadas com precisão semelhante.
O Roman possui capacidade para cobrir áreas muito superiores às alcançadas pelo Hubble, característica que pode facilitar a localização de outras estruturas estelares discretas fora da Via Láctea.
Uma amostra maior permitiria comparar diferentes ambientes galácticos e verificar se a matéria escura apresenta padrões semelhantes ou variações importantes entre sistemas afastados.
O estudo publicado na Nature demonstra, portanto, que estruturas estelares quase imperceptíveis podem funcionar como ferramentas indiretas para examinar componentes fundamentais do universo que permanecem invisíveis à observação direta.
Fonte: Northwestern University