Uma equipa que utiliza o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA descobriu um novo tipo de objeto astronómico: uma nuvem de matéria escura, rica em gás e sem estrelas, considerada uma “relíquia” ou remanescente da formação das primeiras galáxias. Apelidada de “Nuvem-9” (“Cloud-9”), esta é a primeira deteção confirmada de um objeto deste tipo no Universo.
“Esta é a história de uma galáxia que não se formou”, disse o investigador principal do programa, Alejandro Benitez-Llambay, da Universidade Milano-Bicocca, em Milão, Itália. “Na ciência, geralmente aprendemos mais com os fracassos do que com os sucessos. Neste caso, a ausência de estrelas é o que comprova a teoria. Isto indica-nos que encontramos, no Universo local, um bloco primordial de uma galáxia que não chegou a formar-se.”
“Esta nuvem é uma janela para o Universo escuro”, explicou Andrew Fox, membro da equipa do AURA/STScI da Agência Espacial Europeia. “Sabemos, pela teoria, que a maior parte da massa do Universo é composta por matéria escura, mas é difícil detectar este material escuro porque não emite luz. O Cloud-9 proporciona-nos uma visão rara de uma nuvem dominada por matéria escura.”
O objecto é designado por Nuvem de H I Limitada pela Reionização, ou ‘RELHIC’ (Reionization-Limited H I Cloud). O termo ‘H I’ refere-se ao hidrogénio neutro, e ‘RELHIC’ descreve uma nuvem de hidrogénio primordial dos primórdios do Universo, um remanescente fóssil que não formou estrelas. Durante anos, os cientistas procuraram evidências deste objecto fantasma, que foi proposto em teoria. Mas só quando apontaram o Hubble para a nuvem puderam confirmar que esta é, de facto, desprovida de estrelas.
“Antes de utilizarmos o Hubble, poderíamos argumentar que esta é uma galáxia anã ténue que não conseguiríamos ver com telescópios terrestres. Simplesmente não tinham sensibilidade suficiente para detectar estrelas”, explicou a autora principal, Gagandeep Anand, do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (STScI), em Baltimore, EUA. “Mas com a Câmara Avançada para Pesquisas do Hubble, conseguimos comprovar que não há nada lá.”
A descoberta desta nuvem relíquia foi uma surpresa. “Entre os nossos vizinhos galácticos, pode haver algumas casas abandonadas por aí”, disse Rachael Beaton, do STScI, que também faz parte da equipa de investigação.
Pensa-se que as RELHICs são nuvens de matéria escura que não conseguiram acumular gás suficiente para formar estrelas. Representam uma janela para os estágios iniciais da formação das galáxias. A Nuvem-9 sugere a existência de muitas outras pequenas estruturas dominadas por matéria escura no Universo – outras galáxias que falharam a sua formação. Esta descoberta oferece novas perspectivas sobre os componentes escuros do Universo, que são difíceis de estudar através de observações tradicionais, as quais se centram em objectos brilhantes como estrelas e galáxias.
5 mil milhões de massas solares
Os cientistas estudam as nuvens de hidrogénio próximas da Via Láctea há muitos anos, e estas nuvens tendem a ser muito maiores e mais irregulares do que a Nuvem-9. Comparada com outras nuvens observadas, a Nuvem-9 é mais pequena, mais compacta e altamente esférica, o que a torna muito diferente das restantes.
O núcleo deste objecto é composto por hidrogénio neutro e tem cerca de 4.900 anos-luz de diâmetro. O gás hidrogénio na Nuvem-9 tem aproximadamente 1 milhão de vezes a massa do Sol. Mas se a pressão do gás estiver a equilibrar a gravidade da nuvem de matéria escura, como parece ser o caso, a Nuvem-9 deverá ser fortemente dominada por matéria escura, com cerca de 5 mil milhões de massas solares.
A Nuvem-9 é um exemplo das estruturas e dos mistérios que não envolvem estrelas. Observar apenas as estrelas não fornece o quadro completo. O estudo do gás e da matéria escura ajuda a proporcionar uma compreensão mais completa do que está a acontecer nestes sistemas, que de outra forma permaneceriam desconhecidos.
Do ponto de vista observacional, identificar estas galáxias falhadas é um desafio, pois os objetos próximos brilham mais intensamente do que elas. Estes sistemas são também vulneráveis a efeitos ambientais como a remoção por pressão dinâmica, que pode eliminar o gás à medida que a nuvem se move pelo espaço intergaláctico. Estes factores reduzem ainda mais a quantidade esperada destes sistemas.
Galáxia falhada
A Nuvem-9 foi descoberta há três anos no âmbito de um levantamento rádio realizado pelo Telescópio Esférico de Abertura de Quinhentos Metros (FAST, na sigla em inglês) em Guizhou, na China, uma descoberta posteriormente confirmada pelo Telescópio de Green Bank e pelo Very Large Array, nos Estados Unidos. Ao contrário da cultura ocidental, o nome “Nuvem-9” não tem qualquer significado para os chineses. Foi simplesmente denominado sequencialmente, por ser a nona nuvem de gás identificada na periferia de uma galáxia espiral próxima, Messier 94 (M94).
A nuvem está próxima de M94 e parece ter uma associação física com a galáxia. Os dados de rádio de alta resolução mostram ligeiras distorções no gás, indicando possivelmente interação entre a nuvem e a galáxia.
A Nuvem-9 poderá eventualmente formar uma galáxia no futuro, dependendo do seu crescimento em massa. Se fosse muito maior, teria colapsado, formado estrelas e tornado-se uma galáxia sem qualquer diferença em relação a outras galáxias que vemos. Se fosse muito menor, o gás poderia ter-se dispersado e ionizado, restando pouco material. Mas está numa posição ideal, onde ainda pode permanecer como um RELHIC.
Esta descoberta amplia a compreensão da formação das galáxias, do Universo primordial e da própria natureza da matéria escura. A ausência de estrelas neste objeto oferece uma perspetiva única sobre as propriedades intrínsecas das nuvens de matéria escura. A raridade de tais objetos e o potencial para futuras pesquisas deverão impulsionar a descoberta de mais destas “galáxias falhadas” ou “relíquias”, resultando em insights sobre o Universo primordial e a física da matéria escura.
Este resultado foi publicado no The Astrophysical Journal Letters.
Texto original: Cloud-9: a new celestial object found by Hubble
Texto e imagens: ESA
Tradução automática via Google
Edição: Rui Barbosa