A Dança das Galáxias Pequenas Que Rodeiam a Via Láctea

Os movimentos de 39 galáxias anãs. No fundo vemos a imagem construída a partir de fontes pontuais pelo Gaia. Só podemos ver as galáxias anãs mais brilhantes, e até elas são pouco visíveis. As galáxias estão legendadas com os seus nomes e as setas mostram a direção do seu movimento em relação ao centro da Via Láctea. A cor indica a direção radial: aquelas a azul são a aproximar-se do centro, aquelas a vermelho estão a afastar-se. Crédito: DPAC (Data Processing and Analysis Constium) do Gaia; A. Moitinho/AF Silva/M. Barros/C. Barata, Universidade de Lisboa, Portugal; H. Savietto, Investigação Fork, Portugal

Uma equipe internacional, liderada por investigadores do Instituto de Astrofísica das Canárias, usou dados do satélite Gaia da ESA para medir o movimento de 39 galáxias anãs. Estes dados fornecem informações sobre a dinâmica destas galáxias, as suas histórias e as suas interações com a Via Láctea. Em redor da Via Láctea existem muitas galáxias pequenas (anãs), que podem ser dezenas de milhares de vezes ou até milhões de vezes menos luminosas do que a Via Láctea. Em comparação com galáxias normais ou gigantes, as galáxias anãs contêm muito menos estrelas e, portanto, a sua luminosidade é menor.

Estas galáxias pequenas foram objeto de estudo por parte de uma equipe internacional de astrónomos liderada por Tobias K. Fritz e Giuseppina Battaglia, ambos do IAC (Instituto de Astrofísica das Canárias). Graças a dados obtidos pela missão espacial Gaia da ESA, que se tornaram disponíveis no seu segundo lançamento em abril de 2018, os cientistas puderam medir o movimento no céu de 39 galáxias anãs, determinando a sua direção e velocidade.

Antes do segundo lançamento de dados do satélite Gaia, não era possível realizar estas medições para 29 das galáxias analisadas pela equipe. Os investigadores descobriram que muitas delas estão a mover-se num plano conhecido como vasta estrutura polar. "Já se sabia que muitas das galáxias anãs mais massivas eram encontradas neste plano - diz Fritz, autor principal do artigo científico -, mas agora sabemos que também várias das galáxias anãs menos volumosas podem pertencer a essa estrutura."

Battaglia destaca que a origem da "vasta estrutura polar" não é ainda totalmente compreendida, mas as suas características parecem desafiar os modelos cosmológicos de formação galáctica. "A Grande Nuvem de Magalhães também pode ser encontrada nesta estrutura plana, o que pode significar uma ligação.

Através da análise dos dados relativos aos movimentos, a equipe descobriu que várias das galáxias anãs têm órbitas que as aproximam das regiões internas da Via Láctea. A atração gravitacional que a Via Láctea exerce sobre essas galáxias pode ser comparada à ação das marés. "É provável que algumas das galáxias anãs estudadas sejam perturbadas por essas marés, que as esticam como uma corrente." Dessa forma, poder-se-ia explicar as propriedades observadas de alguns destes objetos, como Hercules e Crater II," comenta Fritz. Por outro lado, surgem novas questões.

"Ao longo dos anos, observou-se que algumas galáxias têm características peculiares que podem, potencialmente, ter sido provocadas por perturbações de maré pela Via Láctea (por exemplo, Carina I) - indica Battaglia -, mas as suas órbitas não parecem confirmar esta hipótese. Talvez devêssemos postular que os encontros com outras galáxias anãs podem ser os culpados."

As órbitas determinadas permitiram com que os investigadores detetassem que a maioria das galáxias estudadas se encontram próximo do pericentro da sua órbita (o ponto mais próximo do centro da Via Láctea). No entanto, a física básica explica que devem passar a maior parte do tempo perto do apocentro (o ponto mais distante do centro da Via Láctea). "Isto sugere que devem existir muitas mais galáxias anãs que ainda precisam ser descobertas e que se escondem a grandes distâncias do centro da Via Láctea," afirma Fritz.

As galáxias anãs, além de serem interessantes por si só, são um dos poucos indicadores de matéria escura que podem usados nas partes mais externas da Via Láctea. Pensa-se que este tipo de matéria é responsável por cerca de 80% da massa total do Universo. No entanto, não pode ser observada diretamente, portanto, a sua deteção é difícil. Os movimentos de corpos celestes como as galáxias anãs podem ser usados para medir a massa total de matéria dentro de um volume. 

Para este objetivo, subtrai-se a massa desses objetos luminosos detetados e obtemos uma estimativa da quantidade de matéria escura. A partir desses dados, os investigadores podem inferir que a quantidade de matéria escura na Via Láctea é grande, aproximadamente 1,6 biliões de massas solares.

Fonte: Astronomia OnLine