Um novo estudo do Telescópio Espacial Spitzer da NASA sugere que as galáxias se formam dentro de aglomerados de matéria escura. Esta nova pesquisa da Spitzer descobriu que a quantidade de matéria escura que envolve galáxias distantes é surpreendentemente consistente.
Comece com muita e muita matéria escura, depois misture gás. Deixe a mistura descansar por um tempo, e uma galáxia deve sair da massa.
Esta receita simples para cozer galáxias não pode ser realizada em casa, mas reflete o que os astrônomos estão aprendendo sobre a formação de galáxias. Como assar pão com fermento, é necessária uma substância misteriosa no universo chamada matéria escura para que uma galáxia cresça.
Agora, um novo estudo do Telescópio Espacial Spitzer da NASA está refinando o que se sabe sobre esse ingrediente essencial das galáxias. Isso sugere que não apenas a matéria escura é necessária, mas uma quantidade mínima do material deve estar presente antes que uma galáxia possa se formar. Menos ainda não significaria galáxia - o equivalente cósmico de um pedaço de pão fracassado.
"As galáxias nascem dentro de enormes aglomerados de matéria escura", disse Duncan Farrah, da Universidade Cornell, Ithaca, Nova York. "Estamos descobrindo que esses aglomerados parecem ser notavelmente consistentes em tamanho, de galáxia para galáxia". Farrah é o principal autor de um artigo descrevendo esta e outras descobertas em uma edição recente da Astrophysical Journal Letters.
Como o nome sugere, a matéria escura não emite luz; portanto, nenhum telescópio convencional pode vê-la. A chamada matéria normal, que inclui plantas e pessoas e todos os tipos de objetos espaciais, emite radiação eletromagnética ou luz. Há cerca de cinco vezes mais matéria escura no universo do que a matéria normal.
No entanto, a matéria escura possui massa, o que significa que pode exercer puxões gravitacionais sobre a matéria normal.
"A matéria escura tem gravidade, portanto atrai mais e mais matéria escura, além do gás 'normal'", disse o co-autor Dr. Jason Surace, do Centro de Ciência Spitzer da NASA, no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena. "Sabemos que o gás acaba se condensando nas estrelas que compõem as galáxias, mas o estudo de Spitzer sugere que isso não acontece até que a matéria escura atinja uma massa crítica".
Farrah e seus colegas usaram dados da pesquisa extragalática por infravermelho de área ampla Spitzer para estudar centenas de objetos distantes, chamados galáxias infravermelhas ultraluminosas, localizadas a bilhões de anos-luz de distância. Essas galáxias jovens são incrivelmente brilhantes e cheias de muita atividade poeirenta de formação de estrelas.
Inicialmente, os pesquisadores tentaram entender melhor como as galáxias jovens e a matéria escura evoluem e se agregam nos aglomerados gigantes de galáxias maduras que dominam nosso universo atual. "Você pode pensar que as galáxias estão distribuídas aleatoriamente no céu, como jogar um punhado de areia no chão", disse Farrah. "Mas eles não são, e o motivo pode ser que a massa escura se aglomera em torno das galáxias jovens está se atraindo como cola."
Ao determinar com que força as galáxias infravermelhas ultraluminosas começaram a se agrupar, Farrah e seus colegas foram capazes de medir indiretamente a quantidade de "cola" presente na matéria escura. Quanto mais apertado o agrupamento, mais matéria escura havia. Eles fizeram esse cálculo para dois lotes de galáxias a diferentes distâncias da Terra.
Foi quando eles notaram algo estranho. Para cada galáxia que estudaram, não importa a que distância, parecia haver aglomerados de matéria escura em torno do mesmo tamanho, o equivalente a 10 trilhões de massas solares. Como os astrônomos não encontraram galáxias acopladas a menos de 10 trilhões de massas solares de matéria escura, eles acreditam que essa quantidade deve ser o mínimo necessário para a formação de uma galáxia infravermelha ultraluminosa.
"Esses aglomerados de matéria escura podem ser como sementes que dão origem a galáxias distantes", disse Surace. “Galáxias semelhantes em nosso universo próximo se formam de uma maneira completamente diferente, então o que estamos aprendendo se aplica a uma época diferente em nosso universo, já no tempo cósmico.”
Se outros tipos de galáxias também podem surgir de maneiras semelhantes é uma questão contínua na astronomia. Estudos anteriores sobre galáxias altamente energéticas chamadas quasares sugeriram que esses objetos também requerem uma massa mínima de matéria escura para crescer. Somente nesse caso, a massa inicial das galáxias não era tão densa, cerca de quatro a cinco trilhões de massas solares.
Parece que os astrônomos terão que esperar um pouco mais antes que o universo desista de suas receitas familiares mais bem guardadas.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NASA
