As galáxias anãs esferoidais são essas pequenas galáxias que orbitam gigantes como a Via Láctea. Embora apresentem rostos muito diversos, um estudo recente revela que compartilham um mesmo destino cósmico. Como guiadas por um ímã invisível, todas convergiriam para uma forma estável e previsível.
Isso resolve um antigo quebra-cabeça. Os modelos de matéria escura preveem que sua densidade deveria aumentar fortemente no centro dessas galáxias, formando um pico. Mas as observações mostram frequentemente uma distribuição mais plana, como um núcleo. Essa diferença entre previsão e observação intriga os astrônomos há anos.
Imagem do telescópio Hubble mostrando a galáxia anã compacta Markarian 178. Ela está a 13 milhões de anos-luz na constelação da Ursa Maior.
Crédito: ESA/Hubble & NASA, F. Annibali, S. Hong Jorge Peñarrubia e Ethan Nadler da Universidade de Edimburgo e da Universidade da Califórnia em San Diego propõem uma explicação. Segundo eles, essas galáxias evoluem sempre para um mesmo estado de equilíbrio. Não importam suas condições iniciais, elas acabam adotando uma configuração semelhante.
Como uma galáxia atinge esse estado? As estrelas no interior são constantemente agitadas por pequenas flutuações de forças, como em um fliperama. Essas sacudidas vêm de sub-halos de matéria escura, aglomerados invisíveis que dão energia às estrelas e ampliam suas órbitas.
Esse processo é acelerado quando a pequena galáxia passa perto de uma grande, como a Via Láctea. As forças de maré atraem suas camadas externas, o que aumenta ainda mais seu envoltório estelar. Mesmo isolada, uma anã acaba atingindo uma forma previsível.
Os pesquisadores testaram seu modelo com simulações computacionais. Eles acompanharam bilhões de partículas de estrelas e de sub-halos de matéria escura durante bilhões de anos. Resultado: uma galáxia anã deve perder mais de 99% de sua matéria escura antes de perder significativamente suas estrelas, o que a torna um sistema muito robusto. Os dados reais das galáxias ao redor da Via Láctea correspondem a essas previsões.
Essa descoberta muda nossa visão. A diversidade das anãs esferoidais não se deve a origens diferentes, mas a uma visão em momentos diferentes de sua evolução em direção a um mesmo ponto de equilíbrio.
A matéria escura
A matéria escura é uma substância invisível que compõe cerca de 85% da matéria do Universo.
Não podemos vê-la diretamente porque ela não emite nem absorve luz. Sua existência é deduzida de seus efeitos gravitacionais sobre as estrelas e galáxias. Por exemplo, as galáxias giram tão rápido que deveriam se desintegrar sem a presença dessa massa invisível.
A matéria escura forma halos ao redor das galáxias, e nas anãs esferoidais, ela domina completamente a massa. Compreender sua natureza é um dos grandes desafios da cosmologia moderna.
Fonte: arXiv - artigo original