Astrônomos Descobrem Galáxia Sem Matéria Escura: O Mistério de DF9

O que você precisa saber

• Foi descoberta a terceira galáxia conhecida que não possui matéria escura.
• A galáxia, chamada DF9, faz parte de uma linha estranha de outras sete galáxias.
• Cientistas acreditam que ela se formou a partir de um choque brutal entre galáxias maiores.

O Enigma Invisível que Sustenta o Universo

Nos anos 1970, a astrônoma Vera C. Rubin notou algo estranho ao observar galáxias espirais. As estrelas na borda giravam tão rápido quanto as do centro, o que não fazia sentido segundo a física clássica. Era como se você visse um carrossel girando e as crianças na ponta estivessem grudadas com a mesma força das que estão perto do eixo, sem voar para fora. Para explicar isso, os cientistas concluíram que devia existir uma “cola” invisível segurando tudo: a matéria escura.

Imagine que a matéria escura é como um andaime gigante e invisível de uma construção. Você não vê as vigas de metal, mas elas são as responsáveis por segurar os tijolos (as estrelas e a poeira) no lugar. Sem esse andaime, a construção (a galáxia) desmoronaria ou se desmancharia. Estima-se que essa substância misteriosa compõe cerca de 85% de toda a massa do universo, mas ela nunca foi vista diretamente, apenas sentida através de seus efeitos gravitacionais.

No entanto, o universo adora nos surpreender. Recentemente, uma equipe de astrônomos liderada por Yale, usando o Observatório W. M. Keck no Havaí, encontrou uma exceção que confunde os cientistas: a galáxia DF9.

Imagem do telescópio Hubble mostrando a galáxia NGC 1052-DF2, uma galáxia similar à DF9 que também carece de matéria escura. — A galáxia NGC 1052-DF2, ‘irmã’ da DF9, vista pelo Hubble, mostrando como essas galáxias sem matéria escura aparecem difusas e esparsas.

DF9: A Galáxia que Perdeu sua “Cola”

A DF9 é uma galáxia anã muito fraca, ou seja, tem poucas estrelas e é difícil de ver. Mas o que a torna especial não é o que ela tem, mas o que ela não tem. Ao medir o movimento das estrelas dentro dela, os astrônomos calcularam a massa total da galáxia em cerca de 100 milhões de sóis. Surpreendentemente, esse número bate exatamente com a massa de tudo o que podemos ver (estrelas, gás e poeira).

Se a matéria escura estivesse presente, a massa deveria ser muito maior. É como se você pesasse uma caixa fechada, descobrisse que ela pesa 1 quilo e, ao abrir, visse exatamente 1 quilo de maçãs dentro. Não há nada escondido no fundo da caixa. DF9 é o terceiro caso conhecido (depois de DF2 e DF4) de uma galáxia que parece ter perdido completamente seu andaime invisível.

Uma Colisão Violenta no Espaço

Como uma galáxia pode existir sem matéria escura? A resposta mais aceita é um evento catastrófico. A DF9 não está sozinha; ela faz parte de uma estrutura linear composta por sete galáxias, todas alinhadas como contas num colar. Os cientistas acreditam que essa formação é o resultado de uma colisão brutal entre galáxias maiores.

Pense nisso como dois carros batendo em alta velocidade. O impacto é tão forte que pedaços dos carros voam para fora e se espalham pela pista. Nessa analogia cósmica, a “batida” separou a matéria normal (que forma as estrelas) da matéria escura. A matéria escura, sendo mais difusa e interagindo menos, continuou seu caminho, enquanto a matéria normal foi “jogada” para o espaço, formando essas galáxias anãs sem o andaime escuro.

Mapa tridimensional da distribuição de matéria escura no universo, baseado em dados da missão Planck da ESA. — Mapa da matéria escura no universo, ilustrando a estrutura invisível que normalmente envolve as galáxias, mas que está ausente em DF9.

Por Que Isso Importa?

Essa descoberta é fundamental porque a maioria dos modelos atuais diz que as galáxias nascem dentro de grandes nuvens de matéria escura. É o padrão: a matéria escura se aglomera primeiro, puxa a matéria normal para dentro e, então, as estrelas nascem. A DF9 e suas vizinhas provam que nem sempre é assim. Elas mostram que existem “caminhos alternativos” para criar galáxias, processos extremos que ainda estamos começando a entender.

Para Michael Keim, principal autor do estudo publicado no The Astrophysical Journal, essa linha de galáxias sem matéria escura é uma janela rara para entender a natureza dessa substância invisível. Se podemos ver o que acontece quando ela não está lá, ficamos mais perto de entender o que ela realmente é.

Perguntas frequentes

Podemos ver a matéria escura?
Não diretamente. Ela não emite, reflete ou absorve luz. Nós só sabemos que ela existe porque vemos sua gravidade afetando estrelas e galáxias.

Como os astrônomos mediram a massa da DF9?
Eles usaram um instrumento chamado Cosmic Web Imager no telescópio Keck para observar com precisão extrema a velocidade das estrelas dentro da galáxia. Quanto mais rápido as estrelas se movem, mais massa deve haver para segurá-las.

Essa galáxia está perto de nós?
Relativamente perto, em termos cósmicos. Ela está a cerca de 45 milhões de anos-luz da Terra.