Hubble encontra galáxia “fantasma” que pode ter 99% de matéria escura

Astrônomos usaram o Telescópio Espacial Hubble, o observatório espacial Euclid e o telescópio Subaru para confirmar um candidato a “galáxia escura” no aglomerado de Perseu, a 300 milhões de anos-luz. Batizada de CDG-2, ela emite pouquíssima luz, mas pode ter uma composição extrema, com cerca de 99% de sua massa em matéria escura. O objeto quase invisível foi identificado a partir de um sinal incomum, um pequeno grupo de aglomerados globulares, e pode ajudar a entender como a matéria escura molda galáxias pobres em estrelas.

O que foi encontrado

A equipe liderada por David Li, da Universidade de Toronto, no Canadá, descreve a CDG-2 como uma galáxia de baixíssimo brilho superficial. Isso significa que, mesmo existindo, ela aparece com poucas estrelas fracas espalhadas e, por isso, passa despercebida em buscas tradicionais.

O estudo que detalha a descoberta foi publicado na revista The Astrophysical Journal Letters. A galáxia está associada ao aglomerado de Perseu, uma região onde muitas galáxias convivem em ambiente gravitacionalmente intenso. Veja:

Como foi feito

Encontrar algo tão tênue é um desafio, então os pesquisadores mudaram a estratégia. Em vez de procurar diretamente o brilho da galáxia, eles buscaram um tipo de pista: agrupamentos “apertados” de aglomerados globulares, conjuntos esféricos e compactos de estrelas que costumam orbitar galáxias.

Com técnicas estatísticas avançadas, Li e sua equipe localizaram 10 galáxias de baixo brilho superficial já confirmadas e ainda apontaram 2 candidatos a galáxias escuras. Para confirmar um desses candidatos, entraram em cena 3 observatórios, o Hubble, o Euclid e o Subaru, no Havaí.

As imagens de alta resolução do Hubble mostraram uma coleção próxima de 4 aglomerados globulares no aglomerado de Perseu, a 300 milhões de anos-luz. Em seguida, análises com dados do Hubble, do Euclid e do Subaru revelaram um brilho fraco e difuso ao redor desses aglomerados, o que foi interpretado como uma evidência forte da presença de uma galáxia subjacente.

Segundo Li, “esta é a primeira galáxia detectada apenas por sua população de aglomerados globulares”. Ele acrescenta que, sob suposições conservadoras, os 4 aglomerados representariam toda a população de aglomerados globulares da CDG-2.

O que os números sugerem

A análise preliminar indica que a CDG-2 tem uma luminosidade equivalente à de cerca de 6 milhões de estrelas parecidas com o Sol. Dentro do que é visível, os aglomerados globulares responderiam por 16% desse conteúdo observado.

O ponto que chama mais atenção é a estimativa de massa. Considerando a massa total, que inclui matéria visível e matéria escura, cerca de 99% pareceria ser matéria escura. A matéria escura é definida como uma forma invisível de matéria que não reflete, emite ou absorve luz.

Por que a galáxia ficou tão “apagada”

Os pesquisadores apontam um cenário provável para explicar por que há tão pouca formação estelar na CDG-2. Grande parte da matéria “normal” necessária para formar estrelas, principalmente gás hidrogênio, teria sido arrancada por interações gravitacionais com outras galáxias dentro do aglomerado de Perseu.

Em ambientes assim, as marés gravitacionais são fortes, e o material mais difuso pode ser removido com mais facilidade. O resultado seria uma galáxia que mantém sua massa dominada pela matéria escura, mas perde combustível para fabricar novas estrelas, ficando cada vez menos brilhante.

A pista que sobrevive ao “puxão” gravitacional

A escolha dos aglomerados globulares como rastreadores tem um motivo físico direto. Eles possuem densidade estelar muito alta e são fortemente ligados pela gravidade, o que os torna mais resistentes a serem despedaçados por forças de maré.

Por isso, mesmo quando o resto da galáxia é difícil de ver, esses aglomerados podem continuar lá, funcionando como “marcadores” de um sistema maior e quase invisível.

Por que isso importa para o avanço da ciência

Descobertas como a CDG-2 importam porque ampliam o “censo” de galáxias que quase não emitem luz, mas que ainda assim carregam massa, e potencialmente muita matéria escura. Se existirem muitas galáxias desse tipo, elas podem ajudar a fechar lacunas em modelos de formação e evolução de galáxias, principalmente em ambientes densos como aglomerados.

Além disso, o método em si é um avanço prático. Detectar uma galáxia apenas pelos seus aglomerados globulares sugere que astrônomos podem encontrar outros objetos parecidos mesmo quando o brilho difuso é quase impossível de medir diretamente.

Por fim, com a expansão de grandes levantamentos do céu, missões como o Euclid, o futuro Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, da NASA, e o Observatório Vera C. Rubin devem aumentar o volume de dados disponíveis. Nesse cenário, técnicas estatísticas e aprendizado de máquina ganham espaço para vasculhar catálogos imensos em busca de padrões raros, como pequenos agrupamentos de aglomerados globulares que denunciam a presença de uma galáxia “fantasma”.

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