Galáxias com formato espiral ajudam astrônomos a entenderem a matéria escura

Um estudo realizado no Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP analisou a luz emitida por galáxias espirais. As observações são do Gassendi H Alpha survey of Spirals (GHASP), um programa francês de observação sistemática de galáxias espirais. “O meu trabalho foi apenas uma parte do projeto maior envolvendo pesquisadores brasileiros e franceses. A partir dos dados obtidos pelas observações do GHASP, que são feitas na França, fiz a análise fotométrica para entender as diferentes componentes das galáxias espirais e quanto cada uma delas emite de luz”, conta o astrônomo Carlos Eduardo Barbosa, autor da dissertação de mestrado defendida no IAG em outubro, sob orientação da professora Cláudia Lucia Mendes de Oliveira.  A pesquisa analisou a emissão de fótons na banda R, correspondente à região vermelha da luz visível, que é emitida principalmente pelas estrelas de baixa massa. Para se ter ideia do que é uma estrela considerada de baixa massa, o sol é um exemplo. “O número de estrelas de baixa massa que emitem luz vermelha é muito maior que o de estrelas de alta massa, que emitem luz azul. Portanto, identificando apenas a emissão de luz vermelha, consigo obter informações sobre a como a maior parte da massa está distribuída na galáxia”, conta o astrônomo.

O GHASP observou com grande detalhe as propriedades dinâmicas e cinemáticas de 203 galáxias espirais relativamente próximas. O trabalho de Barbosa mostra o estudo fotométrico de 173 destas galáxias. Após as observações das imagens enviadas pelo observatório de Haute-Province, na França, Barbosa constatou que a maior parte da massa e da emissão de luz da galáxia está no disco. “Quando vemos uma galáxia espiral, temos a impressão de que os braços espirais concentram a maior parte das estrelas. Na verdade, estes braços são ondas mergulhadas em uma estrutura muito maior, o disco, que vai além da ponta dos braços. O que enxergamos é apenas onde as estrelas estão mais concentradas”, explica. A análise das imagens obtidas pelo telescópio de 1,2 metros do Observatório de Haute-Provence levou dois anos para ser concluída. As imagens precisavam ser calibradas e combinadas para que se excluíssem ruídos causados por corpos celestes que estejam entre a Terra e a galáxia observada ou pela própria atmosfera terrestre. Também foi feita uma decomposição da luz, para identificar o que era emitido pelo bojo e pelo disco separadamente.

Matéria escura - Segundo Barbosa, o objetivo maior do projeto GHASP é uma melhor compreensão da matéria escura. “Tudo o que tem massa influencia o movimento dos corpos celestes. Com os dados obtidos pelo GHASP, é possível mapear as velocidades do gás contido nessas galáxias. Com isto, nota-se que deve haver muito mais massa nas galáxias do que a luz das estrelas e o gás podem explicar. A hipótese mais aceita na comunidade científica é que essa massa seja a matéria escura”, conta. “Analisar a luz emitida pelas galáxias permite analisar a dinâmica da massa visível. E entendendo a dinâmica da massa visível, é possível compreender a dinâmica da matéria escura, ou seja, descobrir onde ela está localizada e como ela influencia a galáxia”.

Tipos de galáxias - Existem dois tipos de galáxias. As espirais, como as estudadas no trabalho de Barbosa, por exemplo, e as galáxias elípticas, que não possuem gás e, consequentemente, não formam mais estrelas. O estudo das galáxias espirais, portanto, pode ajudar a entender melhor o funcionamento da própria Via Láctea, que é uma galáxia espiral.

Uma galáxia é formada a partir da compressão de uma esfera de gás. As galáxias espirais, ou galáxias disco, são formadas por duas partes principais. O bojo, ao centro, de forma arredondada, composto por estrelas formadas quando do colapso da esfera de gás, e o disco, composto por estrelas formadas após a compressão dos gases que formaram a galáxia. “As estrelas tendem a manter características de movimento, como velocidade e direção, semelhantes às encontradas quando foram formadas. Por isso, o bojo mantém uma forma arredondada, semelhante à forma da galáxia quando começou a se formar, e o disco é achatado, pois as estrelas nasceram quando o gás já estava achatado em forma de disco”, explica Barbosa. O astrônomo ainda explica que mesmo as galáxias consideradas próximas, como as estudadas pelo projeto GHASP, estão tão distantes do planeta Terra que é impossível observar suas estrelas individualmente. “A luz de uma galáxia próxima típica da amostra estudada demora cerca de 50 milhões de anos para chegar aqui. Na astronomia as distâncias e dimensões são em escalas que não conseguimos imaginar na nossa vida prática”, conta.

Fonte: jornalciencia.com