Estas galáxias anãs parecem não ter material escura (e isso não faz sentido)

A invenção desafia o Protótipo Padrão, que determina que as galáxias estão rodeados por um halo constituído por partículas de material escura.

De entendimento com o padrão padrão da cosmologia, a grande maioria das galáxias está rodeada por um halo de partículas de material escura. Levante halo é invisível, mas a sua volume exerce uma potente atração gravitacional sobre as galáxias nas proximidades.

Um novo estudo liderado pela Universidade de Bona (Alemanha) e pela Universidade de Saint Andrews (Escócia) desafia esta visão do Universo.

Os resultados sugerem que as galáxias anãs do segundo enxame galáctico mais próximo da Terreno – publicado porquê o Enxame da Fornalha – estão livres de tais halos de material escura. O estudo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

As galáxias anãs são pequenas e ténues e podem ser normalmente encontradas em enxames de galáxias ou perto de galáxias maiores. Devido a isto, podem ser afetadas pelos efeitos gravitacionais das suas companheiras maiores. ”

Introduzimos uma forma inovadora de testar o padrão padrão com base no quanto as galáxias anãs são perturbadas pelas marés gravitacionais de galáxias maiores próximas”, disse Elena Asencio, estudante de doutoramento da Universidade de Bona e autora principal do estudo.

As marés surgem quando a seriedade de um corpo puxa de forma dissemelhante partes diferentes de outro corpo. Estas são semelhantes às marés na Terreno, que surgem porque a Lua puxa mais fortemente no lado da Terreno que está de frente para a Lua.

O Enxame de Galáxias da Fornalha é rico em galáxias anãs. Observações recentes mostram que algumas destas anãs parecem distorcidas, porquê se tivessem sido perturbadas pelo envolvente do enxame.

“Tais perturbações nas anãs da Fornalha não são esperadas de entendimento com o Protótipo Padrão”, disse Pavel Kroupa, professor na Universidade de Bona e da Universidade Charles em Praga. “Isto porque, de entendimento com o padrão padrão, os halos de material escura destas anãs devem protegê-las parcialmente das marés levantadas pelo enxame”.

Os autores analisaram o nível esperado de perturbação das anãs, que depende das suas propriedades internas e da sua pausa ao gravitacionalmente poderoso meio do enxame.

Galáxias de grandes dimensões, mas com baixas massas estelares, e galáxias próximas do meio do enxame, são mais facilmente perturbadas ou destruídas. Os cientistas compararam os resultados com o seu nível de perturbação observado evidente a partir de fotografias tiradas pelo VST (VLT Survey Telescope) do ESO.

“A confrontação mostrou que, se se quiser explicar as observações no padrão padrão” – disse Elena Asencio – “as anãs da Fornalha já deviam ter sido destruídas pela seriedade do meio do enxame, mesmo quando as marés que sobem sobre uma anã são sessenta e quatro vezes mais fracas do que a própria autogravidade da anã”.

Não só isto é contraintuitivo, disse, porquê também contradiz estudos anteriores, que constataram que a força externa necessária para perturbar uma galáxia anã é aproximadamente a mesma que a autogravidade da anã.

Incongruência com o padrão padrão

A partir disto, os autores concluíram que, no padrão padrão, não é verosímil explicar as morfologias observadas nas anãs da Fornalha de uma forma autoconsistente.

Eles repetiram a estudo utilizando a dinâmica newtoniana modificada (MOND). Em vez de assumir halos de material escura em torno das galáxias, a teoria MOND propõe uma interdependência com a dinâmica newtoniana através da qual a seriedade experimenta um impulso no regime de baixas acelerações.

“Não tínhamos a certeza de que as galáxias anãs conseguiriam sobreviver ao envolvente extremo de um enxame de galáxias na teoria MOND, devido à pouquidade de halos protetores de material escura neste padrão – admitiu o Dr. Indranil Banik da Universidade de St. Andrews – “mas os nossos resultados mostram um entendimento notável entre as observações e as expetativas MOND quanto ao nível de perturbação das anãs da Fornalha”.

“É excitante ver que os dados que obtivemos com o VST permitiram um teste tão exaustivo de modelos cosmológicos”, disse Aku Venhola da Universidade de Oulu (Finlândia) e Steffen Mieske do ESO, coautores do estudo.

Esta não é a primeira vez que um estudo testando o efeito da material escura na dinâmica e evolução das galáxias concluiu que as observações são melhor explicadas quando não estão rodeadas de material escura.

“O número de publicações que mostram incompatibilidades entre as observações e o paradigma da material escura continua a aumentar a cada ano. É tempo de inaugurar a investir mais recursos em teorias mais promissoras”, disse Pavel Kroupa, membro das Áreas de Investigação Transdisciplinar “Modelagem” e “Material” na Universidade de Bona.

O Dr. Hongsheng Zhao da Universidade de St. Andrews acrescentou: “Os nossos resultados têm grandes implicações para a física fundamental. Esperamos encontrar anãs mais perturbadas noutros enxames, uma previsão que outras equipas poderão verificar”.