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Na Nuvem 9: Os astrônomos descobriram a primeira galáxia sem estrelas?
Os cientistas estão mais perto do que nunca de confirmar que uma galáxia conhecida como “Nuvem 9” é a primeira galáxia “sem estrelas” ou “falhada” já descoberta pela humanidade.
Uma galáxia sem estrelas é aquela que praticamente não tem estrelas, apesar de possuir uma riqueza de gás e poeira que normalmente serviria como blocos de construção de estrelas. O elemento dominante de uma galáxia sem estrelas seria matéria escuraa “coisa” misteriosa que permanece efetivamente invisível porque não interage com a luz.
Localizado a 14 milhões de anos-luz de distância, perto da galáxia espiral Mais Messier 94 (M94), a Nuvem 9 é atualmente a melhor candidata para uma galáxia sem estrelas que a humanidade descobriu até hoje. Contém uma vasta nuvem de gás hidrogénio com uma massa estimada em 1 milhão de vezes a do o sole matéria escura com cerca de 5 milhões de massas solares. Ainda assim, o Telescópio Espacial Hubble descobriu em janeiro deste ano que a Cloud 9 praticamente não emite luz estelar.
“Mas o aspecto mais impressionante da nossa pesquisa foi o vazio absoluto da imagem no local da Nuvem 9. Quando você olha para uma imagem que atinge essas profundezas e não vê nada onde deveria estar uma estrutura contendo um milhão de massas solares de gás, é genuinamente notável”, disse o líder da equipe Ignacio Trujillo, do Instituto de Astrofísica de Canarias, Espanha, ao Space.com.
“A maioria dos objetos no universo deixa algum vestígio de luz. A nuvem 9 não. Esse silêncio é, à sua maneira, o resultado mais convincente que poderíamos ter obtido.”
Em busca de uma galáxia fracassada
Trujillo explicou que apesar de ter matéria-prima suficiente para construir uma pequena galáxia, a Nuvem 9 parece nunca ter formado qualquer população estelar significativa.
“Essa combinação – gás, mas sem estrelas, situada num ambiente relativamente normal – torna-a uma das candidatas mais convincentes para o que os teóricos chamam de galáxia ‘escura’ ou sem estrelas”, acrescentou Trujillo. “O conceito tem sido previsto teoricamente há décadas, mas os casos confirmados por observação permanecem ilusórios.
“A dificuldade é óbvia: se não existem estrelas, não há luz visível para detectar, e a única forma de encontrar tais objectos é através da sua emissão de gás – normalmente hidrogénio neutro observado em comprimentos de onda de rádio – combinada com imagens ópticas extremamente profundas para descartar a presença mesmo de um componente estelar fraco.”
Trujillo e colegas começaram a investigar Cloud 9 usando a câmera HiPERCAM no Gran Telescópio Canáriaso maior telescópio óptico do mundo. Isto levou-os a obter as imagens mais profundas alguma vez obtidas da região da Nuvem 9, aproximadamente dez vezes mais profundas do que qualquer imagem óptica anterior deste objecto. “Honestamente, a profundidade que alcançamos com o HiPERCAM em apenas 2,36 horas de integração foi impressionante”, disse Trujillo. O que viram não deixou dúvidas sobre a natureza desta galáxia.
“O resultado foi claro: não detectamos absolutamente nenhuma emissão estelar na região correspondente à localização da Nuvem 9”, disse Trujillo. “Assumindo uma população estelar antiga e pobre em metais – que seria o tipo mais difícil de detectar – podemos estabelecer um limite superior para a massa estelar total de apenas 16.000 massas solares.
“A Nuvem-9 parece, dentro dos limites das nossas observações, genuinamente sem estrelas.”
Por que algumas galáxias ‘falham?’
Embora as galáxias sem estrelas estejam prestes a escapar dos reinos do puramente teórico graças a esta investigação da Nuvem 9, a forma como se formam ainda é um enigma.
No entanto, os cientistas têm uma ideia bastante sólida de como uma galáxia poderia tomar forma sem o nascimento de estrelas.
“A principal explicação teórica envolve a radiação ultravioleta de fundo que permeia o universo”, disse Trujillo. “Depois do época da reionizaçãoeste campo de radiação aquece o gás em halos de matéria escura de baixa massa a temperaturas suficientemente altas para que o gás não consiga arrefecer eficientemente e entre em colapso para formar estrelas.”
O investigador acrescentou que as simulações deste período do cosmos prevêem que os halos de matéria escura abaixo de um certo limite de massa, cerca de 5 mil milhões de massas solares, deverão permanecer essencialmente sem estrelas.
“A nuvem 9 tem uma massa de halo consistente com este regime. Nesta imagem, as galáxias sem estrelas não são anomalias exóticas, mas uma previsão natural e abundante de modelos cosmológicos padrão,” explicou Trujillo. “O desafio tem sido simplesmente encontrá-los.”
Por mais impressionantes que sejam esses resultados, o júri ainda não decidiu sobre a Nuvem 9 como uma galáxia sem estrelas. Mais investigações serão necessárias antes que os cientistas possam declarar firmemente que descobriram a primeira galáxia sem estrelas.
“No lado estelar, imagens mais profundas baseadas no espaço seriam particularmente valiosas porque a resolução de estrelas individuais evita muitos dos problemas associados às medições de luz difusa”, concluiu Trujillo.
“O Hubble já forneceu evidências extremamente fortes, e futuras instalações como o Telescópio Espacial James Webb (JWST) poderia potencialmente levar a busca ainda mais longe, embora os filtros e rastreadores estelares ideais precisassem ser cuidadosamente escolhidos.”
A pesquisa da equipe está disponível no site do repositório de artigos arXiv.
