Um novo tipo de objeto astronômico? Hubble descobre objeto feito de matéria escura e gás
Em novos dados obtidos pelo telescópio Hubble, um objeto que parece ser uma relíquia de uma galáxia antiga foi encontrado.
Com novos dados obtidos pelo telescópio Hubble, astrônomos encontraram um objeto que nunca havia sido observado antes. O objeto parece ser uma relíquia de uma galáxia que não foi formada ainda. Ele foi identificado a partir de observações de regiões extragalácticas próximas e não se encaixa em nenhuma classe conhecida de objetos astronômicos. Suas propriedades sugerem que ele pode ser um remanescente de processos de formação galáctica que ocorreram no Universo jovem.
O que chamou mais atenção dos astrônomos é que o objeto parece ser composto exclusivamente por gás e matéria escura, sem evidência da presença de estrelas. Análises do espectro indicam a presença de hidrogênio enquanto a dinâmica do sistema aponta para um campo gravitacional dominado por matéria escura. A ausência de emissão estelar detectável sugere que o objeto nunca iniciou formação estelar ou que esse processo foi suprimido muito cedo.
A NASA divulgou oficialmente essa observação junto com novos dados do Hubble e, no press-release, a agência destacou que é a primeira vez que um objeto desse tipo é identificado. A descoberta fornece uma evidência direta de que estruturas dominadas por matéria escura e gás podem existir de forma isolada. Isso abre uma nova janela para o estudo da formação de galáxias e da interação entre matéria bariônica e matéria escura.
RELHIC
O objeto composto puramente por matéria escura e gás encontrado com os dados do telescópio foi classificado como um reionization-limited HI cloud (RELHIC). Esse tipo de objeto corresponde a uma nuvem primordial de hidrogênio neutro que não formou estrelas e tem origem nos estágios iniciais do Universo. O crescimento pode ter sido interrompido durante a época da reionização porque a radiação das primeiras estrelas aqueceu o meio interestelar e impediu a formação de novas estrelas.
Modelos cosmológicos indicam que RELHICs são halos dominados por matéria escura que falharam no processo de formação estelar. Por causa da sua origem no início do Universo, os RELHIC funcionam como relíquias cosmológicas porque preservam condições do Universo primordial. O objeto encontrado pelo telescópio Hubble foi chamado de Cloud-9 e ele sugere que muitas “galáxias fracassadas” podem existir espalhadas pelo Universo.
Cloud-9
O Cloud-9 foi identificado como uma nuvem rica em gás, sem estrelas e dominada por matéria escura. Com isso, Cloud-9 foi a primeira detecção confirmada de um sistema desse tipo e, com ele, foi possível validar previsões teóricas sobre a existência de halos de matéria escura que não formaram estrelas. Esse objeto pode contribuir para estudar como era as condições no Universo jovem e como a matéria bariônica interagiu com a matéria escura para formar galáxias.
O núcleo do Cloud-9 é composto por hidrogênio neutro com diâmetro aproximado de 4.900 anos-luz. A quantidade de gás foi estimada em cerca de 1 milhão de massas solares e foi calculada a partir de emissões de rádio. Com a massa do gás, os pesquisadores conseguiram calcular a massa de matéria escura na ordem de 5 bilhões de massas solares. Mesmo com a maior componente sendo não-luminosa, o brilho do gás foi suficiente para obter informações sobre o objeto.
Objetos próximos à Via Láctea
A busca por objetos semelhantes ao Cloud-9 não é nova e muitos levantamentos astronômicos buscam nuvens de hidrogênio sem estrelas nas proximidades da Via Láctea. Embora várias nuvens de hidrogênio neutro já tenham sido catalogadas ao redor da Via Láctea, a maioria não apresenta características que descrevem uma galáxia fracassada. Algumas características são extensões maiores, morfologias irregulares e sinais de interação dinâmica.
O Cloud-9 recebeu sua designação de forma sequencial, por ter sido a nona nuvem gasosa identificada nas regiões externas da galáxia espiral Messier 94 (M94). Observações em rádio de alta resolução revelaram distorções no gás, possivelmente resultantes de interações com a própria galáxia M94. Isso reforça ainda mais a ideia de que o objeto não é uma estrutura aleatória e indica que sistemas semelhantes podem existir em torno de grandes galáxias, inclusive próximas à Via Láctea.
Poderá se tornar uma galáxia?
Como a Cloud-9 pode ter surgido no Universo jovem e nunca conseguiu formar estrelas, a pergunta que fica é se ela um dia poderia virar uma galáxia. Do ponto de vista da formação de galáxias, o Cloud-9 é um potencial candidato à formação estelar, caso seu conteúdo total aumente. Modelos teóricos indicam que, se o halo de matéria escura e o gás associado atingirem massas maiores, a nuvem se tornaria gravitacionalmente instável, levando ao colapso do gás neutro e, consequentemente, ao início da formação de estrelas.
Caso isso fosse possível, o objeto Cloud-9 evoluiria para uma galáxia de baixa massa semelhante a outras galáxias anãs. Por outro lado, se o sistema tivesse uma massa total menor, processos externos como interações ambientais poderiam dispersar o hidrogênio, impedindo qualquer formação galáctica. O fato de o Cloud-9 se encontrar em um intervalo intermediário de massa explica sua sobrevivência como uma RELHIC que mantém o gás ligado ao campo gravitacional da matéria escura, mas é incapaz de formar estrelas.