Astrônomos que trabalham com o Telescópio Espacial Hubble detectaram um tipo inteiramente novo de objeto cósmico. É uma nuvem rica em gás e dominada por matéria escura, mas não contém estrelas. Os cientistas acreditam que seja um remanescente dos estágios iniciais da formação da galáxia. O objeto, conhecido como “Cloud-9”, é o primeiro exemplo confirmado desse tipo no universo.
“Esta é a história de uma galáxia falhada”, disse Alejandro Benitez-Lambe, investigador principal do programa da Universidade de Milano-Bicocca, em Milão, Itália. “Na ciência, normalmente aprendemos mais com o fracasso do que com o sucesso. Neste caso, não ver estrelas prova que a teoria está correta. Diz-nos que encontrámos os blocos de construção primordiais de uma galáxia no universo local que nunca se formou.”
Um raro vislumbre do universo escuro
“Esta nuvem é uma janela para o universo escuro”, explica Andrew Fox, membro da equipa AURA/STScI da Agência Espacial Europeia. “Sabemos pela teoria que se espera que a maior parte da massa do Universo seja matéria escura, mas esta matéria escura é difícil de detectar porque não emite luz. A Nuvem-9 dá-nos uma rara visão de uma nuvem dominada pela matéria escura.”
Cloud-9 pertence a uma categoria conhecida como Nuvens HI Limitadas por Reonização ou “RELHICs”. O termo “HI” refere-se ao hidrogênio neutro, enquanto “RELHIC” descreve uma nuvem de hidrogênio que se formou no início do universo e que não formou estrelas. Os cientistas previram a existência de tais objetos há anos, mas a confirmação direta tem sido ilusória. Foi só depois de observar a Nuvem-9 com o Hubble que os investigadores conseguiram verificar que ela de facto não continha estrelas.
Descartando uma galáxia anã escondida
“Antes de utilizarmos o Hubble, podíamos argumentar que se tratava de uma ténue galáxia anã que não conseguíamos ver com telescópios terrestres. Eles simplesmente não eram suficientemente sensíveis para revelar as estrelas,” explica o autor principal Gagandeep Anand do Space Telescope Science Institute (STScI), em Baltimore, EUA. “Mas com a câmera avançada do Hubble para levantamentos, descobrimos que não havia nada ali.”
A descoberta em si pegou os pesquisadores desprevenidos. “Entre os nossos vizinhos galácticos, pode haver algumas casas abandonadas”, disse Rachel Beaton do STScI, que também faz parte da equipa de investigação.
Acredita-se que os RELHICs sejam estruturas de matéria escura que não acumularam gás suficiente para desencadear a formação de estrelas. Por causa disso, eles preservam o estado do universo primitivo. Cloud-9 aponta para a possível existência de muitos outros objetos pequenos dominados pela matéria escura, frequentemente descritos como galáxias falidas. Eles fornecem novos insights sobre partes do universo estudado que permanecem difíceis de observar porque a maioria dos telescópios se concentra em estrelas e galáxias brilhantes.
Uma medida gigante invisível
Nuvens de hidrogênio perto da Via Láctea têm sido estudadas há décadas, mas a maioria é muito maior e de formato mais irregular do que a Nuvem-9. Em contraste, a Cloud-9 é pequena, densa e quase esférica, dando-lhe uma aparência distinta de outras nuvens de gás conhecidas.
No seu centro, Cloud-9 contém hidrogénio neutro que se estende por cerca de 4.900 anos-luz. Só a massa do gás hidrogênio é cerca de 1 milhão de vezes a do Sol. Se a pressão do gás for de fato equilibrada pela atração gravitacional da matéria escura circundante, então a matéria escura deverá representar a maior parte da massa do objeto. Com base neste equilíbrio, a Cloud-9 contém cerca de 5 mil milhões de massas solares.
Por que os objetos sem estrelas são importantes?
Cloud-9 destaca quanto do universo existe fora das estrelas. Observar a luz das estrelas por si só não revela o quadro completo. Ao examinar o gás e a matéria escura em conjunto, os cientistas podem compreender melhor os sistemas que de outra forma permaneceriam ocultos.
Galáxias falhadas como a Cloud-9 são difíceis de encontrar porque os objetos brilhantes próximos muitas vezes sobrecarregam o seu sinal fraco. Esses sistemas também são suscetíveis a efeitos ambientais, como a remoção por pressão dinâmica, que pode remover gás à medida que passam pelo espaço intergaláctico. Estes desafios ajudam a explicar porque é que tais objetos parecem ser raros.
Descobertas com radiotelescópios
A Nuvem-9 foi detectada pela primeira vez há três anos, durante uma pesquisa de rádio realizada com o Telescópio Esférico de Abertura de Quinhentos Metros (FAST) em Guizhou, China. A descoberta foi posteriormente confirmada usando o Telescópio Green Bank e o Very Large Array dos EUA. O nome “Cloud-9” não tem significado cultural na China e foi atribuído porque foi a nona nuvem de gás identificada na região externa da galáxia espiral Messier 94 (M94).
A nuvem está próxima de M94 e parece estar fisicamente conectada à galáxia. Observações de rádio de alta resolução revelam ligeiras distorções no gás, o que pode ser evidência de interações entre a Nuvem-9 e o seu vizinho maior.
Uma galáxia que ainda pode estar se formando
Se a Cloud-9 acabará por se tornar uma galáxia depende se ganhará massa adicional. Se fosse maior, a gravidade já o teria colapsado há muito tempo e as estrelas teriam se formado. Se fosse muito menor, seu gás poderia ter se dissipado e ionizado, deixando pouco para trás. Em vez disso, existe numa faixa estreita que lhe permite sobreviver como RELHIC
A descoberta avança na compreensão de como as galáxias se formam, como o universo primitivo evoluiu e como a matéria escura se comporta. Como a Cloud-9 não tem estrelas, ela permite aos cientistas estudar as propriedades das nuvens de matéria escura sem interferência da luz estelar. À medida que as pesquisas futuras progridem, os investigadores esperam descobrir mais destas relíquias raras, que fornecerão informações mais profundas sobre a estrutura oculta do Universo e a física da matéria escura.
