'Rastro de estrelas' em galáxia distante abre nova janela para investigar matéria escura

Astrônomos descobriram pela primeira vez um fluxo estelar ligado a um aglomerado globular fora da Via Láctea. O tênue rastro de estrelas foi encontrado em uma galáxia distante e pode abrir um novo caminho para investigar um dos maiores mistérios do Universo, a matéria escura.

A estrutura foi identificada na UGC9050-Dw1, uma galáxia ultradifusa que emite pouca luz. Como o movimento dessas estrelas é influenciado pela gravidade, o rastro funciona como uma espécie de marcador da massa escondida na galáxia.

O estudo, liderado por pesquisadores do Instituto Niels Bohr e da DTU Space, foi publicado na revista científica Nature. A descoberta permitiu aos cientistas estimar tanto a massa total da UGC9050-Dw1 quanto a maneira como ela está distribuída. Os resultados apontam para uma grande quantidade de matéria escura.

O que é o 'rastro' de estrelas encontrado pelos cientistas

Um fluxo estelar é um rastro longo e estreito de estrelas que originalmente faziam parte de um aglomerado globular.

Essas estruturas reúnem grandes quantidades de estrelas mantidas próximas pela gravidade. Com o tempo, porém, a atração gravitacional da galáxia pode arrancar algumas delas do conjunto e formar uma espécie de trilha no espaço. Esse rastro guarda pistas sobre o caminho percorrido pelas estrelas e sobre as forças gravitacionais que atuaram sobre elas.

É justamente essa característica que interessa aos astrônomos. Ao reconstruir o movimento das estrelas, eles conseguem investigar onde existe massa na galáxia, inclusive aquela que permanece invisível aos telescópios. Até agora, esse tipo de análise havia sido realizado com fluxos encontrados na própria Via Láctea.

Por que encontrar esse fluxo foi tão difícil

Esses rastros são extremamente difíceis de detectar porque suas estrelas produzem um sinal muito fraco. No caso da nova descoberta, existe ainda outro obstáculo. A UGC9050-Dw1 é uma galáxia ultradifusa, formada por estrelas muito espalhadas e com baixa luminosidade.

Encontrar um rastro pouco brilhante dentro de uma galáxia que também emite pouca luz exige observações e análises capazes de identificar sinais muito sutis. Avanços no processamento de grandes conjuntos de dados astronômicos ajudaram a tornar possível esse tipo de detecção.

Agora, a descoberta mostra que essas estruturas não precisam ficar restritas às proximidades da nossa galáxia e podem ser usadas para estudar sistemas muito mais distantes.

• Cientistas encontram a galáxia mais escura do Universo — e ela pode revelar segredos

Como estrelas podem ajudar a encontrar matéria escura

A matéria escura não produz nem reflete luz e, por isso, não pode ser observada diretamente por telescópios. Os cientistas conseguem detectar seus efeitos por meio da gravidade que ela exerce sobre estrelas, galáxias e outras estruturas visíveis.

É nesse ponto que o novo fluxo se torna importante. A trajetória das estrelas é alterada pela distribuição de massa ao redor delas. Ao analisar o formato desse rastro, os pesquisadores conseguem estimar quanta massa existe em diferentes regiões da galáxia.

No caso da UGC9050-Dw1, a equipe produziu novas estimativas sobre sua massa total e sua distribuição. Os resultados são compatíveis com pesquisas anteriores e indicam que a galáxia ultradifusa possui uma quantidade significativa de matéria escura.

A novidade está na ferramenta usada para chegar a essa conclusão. O estudo demonstra que fluxos originados em aglomerados globulares também podem ajudar a medir a matéria escura em galáxias fora da Via Láctea.

• Hubble registra 'berçário' cósmico com 30 mil estrelas recém-nascidas

Descoberta abre caminho para mapear outras galáxias

O estudo analisou apenas uma galáxia, mas o método pode ampliar a investigação da matéria escura para regiões do Universo que antes eram difíceis de estudar dessa maneira.

Até agora, os astrônomos dependiam dos fluxos encontrados na Via Láctea para realizar esse tipo de análise. A descoberta na UGC9050-Dw1 mostra que a mesma técnica pode funcionar em ambientes completamente diferentes. Isso permitirá comparar como a massa invisível está distribuída em diferentes tipos de galáxias e testar se os padrões observados na nossa também aparecem em outros sistemas.

Os pesquisadores esperam encontrar mais desses rastros com novos levantamentos astronômicos. Observatórios como os telescópios espaciais Euclid e Nancy Grace Roman poderão ampliar a busca por galáxias pouco luminosas e estruturas estelares difíceis de detectar.