Na imagem acima, uma tênue faixa de estrelas pode ser vista estendendo-se pela galáxia. Conhecida como fluxo estelar de aglomerados globulares, esse tipo de estrutura preserva pistas sobre seu movimento e evolução passados. Ao estudar estas correntes, os astrónomos podem aprender mais sobre como as galáxias evoluíram e como a matéria escura está distribuída dentro delas.
Como estes fluxos estelares respondem à gravidade, podem actuar como marcadores de matéria escura que não pode ser observada directamente. Até recentemente, a sua extrema fraqueza tornava-os muito difíceis de detectar e analisar. Melhorias em conjuntos de dados astronômicos em grande escala e métodos de análise avançados estão agora transformando os fluxos estelares em uma das ferramentas mais promissoras para o estudo de galáxias.
Encontrado o primeiro fluxo estelar através da galáxia
Uma equipe internacional liderada por Julie Kiel Holm, estudante de doutorado no Instituto Niels Bohr, e Sarah Pearson, professora associada do DTU Space, relataram agora a primeira descoberta desse tipo. Os resultados foram publicados NaturezaUma das revistas científicas de maior prestígio no mundo.
Julie Kiel Holm diz: “Descobrimos um fluxo estelar de aglomerado globular noutra galáxia. Esta é a primeira vez que tal fluxo foi observado fora da nossa própria galáxia, a Via Láctea, o que torna a descoberta particularmente emocionante.”
Este tipo de estrutura é particularmente difícil de encontrar para além da Via Láctea porque o próprio fluxo estelar produz um sinal muito fraco. O fluxo recém-descoberto também está localizado dentro de uma galáxia hiperestendida, um tipo de galáxia que emite muito pouca luz.
Esta combinação torna a identidade particularmente atraente.
“Isto abre possibilidades inteiramente novas. Podemos agora não só descobrir fluxos estelares de aglomerados globulares noutras galáxias, mas também durante períodos mais longos, podemos também ser capazes de medir o conteúdo de matéria escura de galáxias mais ultra-difusas,” diz a co-autora Sarah Pearson, que contribuiu para a descoberta durante o seu emprego no Instituto Niels Bohr.
Qual é o fluxo estelar do aglomerado globular?
Um fluxo estelar de aglomerado globular é uma trilha longa e estreita de estrelas que se origina em um aglomerado globular, uma densa coleção de estrelas mantidas unidas pela gravidade.
Estas correntes desenvolvem-se quando a gravidade da galáxia hospedeira circundante afasta lentamente as estrelas do aglomerado globular através de um processo denominado remoção de marés.
Como a gravidade determina a forma e a velocidade dos fluxos estelares, os astrônomos podem estudá-los para aprender como a massa é distribuída na galáxia. Isto torna os fluxos úteis para investigar a matéria escura, que representa cerca de 80-85 por cento da matéria no Universo, embora a sua natureza fundamental permaneça desconhecida.
Uma nova maneira de mapear a matéria escura
O significado da descoberta vai além da identificação de um fluxo estelar noutra galáxia. Os investigadores também mostraram pela primeira vez que os fluxos estelares de aglomerados globulares podem ser usados para medir a matéria escura em galáxias fora da Via Láctea.
Essa capacidade pode ser valiosa porque a matéria escura representa a maior parte da massa do Universo, mas os cientistas ainda não sabem do que é feita.
“Mostramos que uma ferramenta bem estabelecida do estudo da Via Láctea pode ser usada para compreender outras galáxias, onde medir a distribuição da matéria escura tem sido tradicionalmente muito desafiador,” diz Julie Kiel Holm.
A equipe concentrou-se na galáxia ultradifusa UGC9050-DW1 e fez novas estimativas da sua massa total e de como essa massa está distribuída. A sua análise mostra que a galáxia contém grandes quantidades de matéria escura, o que é consistente com as expectativas para galáxias ultradifusas.
Julie Kiel Holm diz: “Os nossos resultados são consistentes com estudos anteriores e com o que foi mostrado sobre a matéria escura nesta galáxia ultra-difusa. Estamos a medi-la com um instrumento inteiramente novo, demonstrando que este método também funciona para além da nossa própria galáxia.”
Estendendo estudos de matéria escura para outras galáxias
Embora a pesquisa tenha se concentrado em apenas uma galáxia, o método pode eventualmente ter aplicações mais amplas. Demonstrar que os fluxos estelares de aglomerados globulares podem ser estudados além da Via Láctea poderia permitir aos astrônomos investigar a matéria escura em muitos tipos diferentes de galáxias.
Julie Kiel Holm diz: “Os insights que conseguimos obter anteriormente sobre a matéria escura a partir de fluxos estelares de aglomerados globulares foram limitados a apenas uma galáxia – a nossa. Ser capaz de observar estes fluxos em tipos completamente diferentes de galáxias abre a porta para usá-los para construir uma compreensão mais ampla de como a matéria escura se comporta.”
Os pesquisadores esperam que o número de fluxos estelares detectáveis de aglomerados globulares aumente dramaticamente à medida que observatórios como o Telescópio Espacial Euclides e o Telescópio Espacial Romano Nancy Grace fornecem novas visões de galáxias tênues e estruturas estelares.
sobre o estudo
- O estudo relata a primeira detecção de um fluxo estelar de aglomerado globular fora da Via Láctea.
- Os investigadores também mostram que estes fluxos podem ser usados para restringir tanto a massa do halo de matéria escura como o perfil de densidade de matéria escura das galáxias além de nós.
- O estudo foi publicado em Natureza.
- Os seguintes autores contribuíram para o estudo: Julie Kiel Holm, Sarah Pearson, Jacob Niebauer, David J. Sand, Adrian M. Price-Whelan, Tzitske Starkenberg, David Hendel e Katherine Fielder.
- O estudo é financiado pela Fundação Willam e pelo Conselho Europeu de Pesquisa.
