Astrônomos descobrem "galáxia fantasma" escondida na borda da Via Láctea

Ao vasculhar dados do satélite Gaia, da Agência Espacial Européia, uma equipe internacional de astrônomos descobriram que pertinho da Via Láctea, escondido atrás de dos discos de nossa galáxia, estava um objeto gigantesco, mas que seguiu invisível devido sua baixa densidade.

Concepção artística da Via-Láctea (Foto: NASA).

Batizado de Antlia 2, ou Ant 2, foi identificada como uma galáxia anã. À medida que as estruturas surgiram no início do Universo, os anões foram as primeiras galáxias a se formar, e assim a maioria de suas estrelas são velhas, de baixa massa e pobres em metal. Mas em comparação com os outros satélites anões conhecidos da nossa galáxia, a Ant 2 é imensa: é tão grande quanto a Large Magellanic Cloud (LMC) e um terço do tamanho da própria Via Láctea.

O que torna a Ant 2 ainda mais incomum é a pouca luz que ela fornece. Em comparação com o LMC, outra galáxia satélite da Via Láctea, a Ant 2 é 10 mil vezes mais fraca. Em outras palavras, é demasiado grande para a sua luminosidade ou muito fraca para o seu tamanho.

"Este é um fantasma de uma galáxia", disse Gabriel Torrealba, da Universidade de Canbridge e principal autor do artigo. “Objetos tão difusos quanto Ant 2 simplesmente não foram vistos antes. Nossa descoberta só foi possível graças à qualidade dos dados do Gaia. ”

A missão Gaia produziu o mais rico catálogo de estrelas até hoje, incluindo medições de alta precisão de aproximadamente 1,7 bilhão de estrelas e revelando detalhes inéditos da nossa casa. No início deste ano, o segundo lançamento de dados de Gaia disponibilizou novos dados de estrelas da Via Láctea para cientistas de todo o mundo.

Os pesquisadores por trás do estudo atual — de Taiwan, Reino Unido, Estados Unidos, Austrália e Alemanha — pesquisaram os novos dados de Gaia para os satélites da Via Láctea usando as estrelas velhas e pobres em metal, típicas daquelas encontradas em uma galáxia anã. Elas mudam seu brilho com um período de meio dia e pode ser localizado graças a esses pulsos bem definidos.

“Essas estrelas foram encontrada em todos os satélites anões conhecidos, então quando encontramos um grupo deles sentado acima do disco galáctico, não ficamos totalmente surpresos", disse o coautor Vasily Belokurov, do Instituto de Astronomia de Cambridge. “Mas quando olhamos mais de perto para a localização deles no céu, descobrimos algo novo, já que nenhum objeto previamente identificado surgiu em nenhum dos bancos de dados pelos quais pesquisamos.”

A equipe contatou os colegas do Telescópio Anglo-Australiano (AAT) na Austrália, mas quando eles verificaram as coordenadas para a Ant 2, perceberam que tinham uma janela limitada de oportunidades para obter dados de acompanhamento. Eles foram capazes de medir o espectro de mais de cem estrelas gigantes vermelhas pouco antes de o movimento da Terra ao redor do Sol tornar Ant 2 inobservável por meses.

Os espectros permitiram que a equipe confirmasse que o objeto fantasma que eles viram era real: todas as estrelas estavam se movendo juntas. A Ant 2 nunca chega muito perto da Via Láctea, ficando sempre a pelo menos 40 kiloparsecs (cerca de 130.000 anos-luz) de distância. Os pesquisadores também foram capazes de obter a massa da galáxia, que era muito menor do que o esperado para um objeto de seu tamanho.

"A explicação mais simples sobre o motivo da Ant 2 ter tão pouca massa hoje é que ela está sendo desmontada pelas marés galácticas da Via Láctea", disse o coautor Sergey Koposov, da Universidade Carnegie Mellon. “O que permanece sem explicação, no entanto, é o tamanho gigante do objeto. Normalmente, quando as galáxias perdem massa para as marés da Via Láctea, elas encolhem, não crescem”.

Se é impossível soprar o anão removendo matéria dele, então a Ant 2 teria que ter nascido grande. A equipe ainda precisa descobrir o processo exato que fez a Ant 2 estendida. Embora objetos deste tamanho e luminosidade não tenham sido previstos pelos modelos atuais de formação de galáxias, recentemente especula-se que alguns anões poderiam ser inflados por vigorosa formação de estrelas. Ventos estelares e explosões de supernovas afastariam o gás não utilizado, enfraquecendo a gravidade que une a galáxia e permitindo que a matéria escura se desviasse também.

"Mesmo que a formação de estrelas pudesse remodelar a distribuição de matéria escura em Ant 2 quando foi montada, ela deve ter agido com eficiência sem precedentes", disse o co-autor Jason Sanders, da Universidade de Cambridge.

Alternativamente, a baixa densidade da Ant 2 pode significar que é necessária uma modificação nas propriedades da matéria escura. A teoria atualmente favorecida prevê que a matéria escura se acumule nos centros das galáxias. Dada a aparência fofa da nova anã, pode ser necessária uma partícula de matéria escura que não goste de se agrupar.

"Comparado com o resto dos cerca de 60 satélites da Via Láctea, o Ant 2 é excêntrico", disse o co-autor Matthew Walker, também da Universidade Carnegie Mellon. "Estamos nos perguntando se esta galáxia é apenas a ponta de um iceberg, e a Via Láctea está cercada por uma grande população de anãs quase invisíveis semelhante a esta."

O espaço entre a Ant 2 e o resto das anãs galácticas é tão grande que isso pode ser uma indicação de que falta alguma física importante nos modelos de formação de galáxias anãs. Resolver o enigma Ant 2 pode ajudar os pesquisadores a entender como as primeiras estruturas do Universo primitivo surgiram. Encontrar mais objetos como o Ant 2 mostrará o quão comuns são essas galáxias fantasmagóricas, e a equipe está ocupada procurando outras galáxias semelhantes nos dados do Gaia.

Galileu