Nova descoberta indica uma teoria da gravidade alternativa

Distúrbios nas galáxias anãs de um dos aglomerados de galáxias mais próximos da Terra apontam para uma teoria da gravidade diferente.

A galáxia anã NGC1427A voa através do aglomerado de galáxias Fornax e sofre perturbações que não seriam possíveis se esta galáxia estivesse rodeada por um halo de matéria escura pesado e extenso, conforme exigido pela cosmologia padrão. Crédito: ESO 

Galáxias anãs são galáxias pequenas e fracas que são frequentemente encontradas dentro ou perto de galáxias maiores ou aglomerados de galáxias. Como resultado, eles podem ser impactados pelos efeitos gravitacionais de seus companheiros maiores.

“Apresentamos uma maneira inovadora de testar o modelo padrão com base no quanto as galáxias anãs são perturbadas pelas marés gravitacionais de galáxias maiores próximas”, disse Elena Asencio, Ph.D. estudante da Universidade de Bonn e principal autor da história.

As marés ocorrem quando a gravidade de um corpo puxa várias áreas de outro corpo de forma diferente. Estes são comparáveis às marés na Terra, que se formam quando a lua exerce uma força mais forte no lado da Terra voltado para a lua.

O Fornax Cluster é o lar de uma rica população de galáxias anãs. Observações recentes sugerem que várias dessas anãs parecem distorcidas como se o ambiente do aglomerado as tivesse perturbado.

“Tais perturbações nas anãs de Fornax não são esperadas de acordo com o Modelo Padrão”, disse Pavel Kroupa, professor da Universidade de Bonn e da Universidade Charles em Praga. “Isso ocorre porque, de acordo com o modelo padrão, os halos de matéria escura dessas anãs devem protegê-las parcialmente das marés levantadas pelo aglomerado.”

Os cientistas examinaram a quantidade esperada de perturbação das anãs, que é determinada por suas propriedades internas e distância do centro do aglomerado gravitacionalmente poderoso. Grandes galáxias com baixas massas estelares, assim como galáxias próximas ao centro do aglomerado, são mais facilmente perturbadas ou destruídas.

Eles compararam as descobertas com a quantidade de perturbação mostrada nas fotos tiradas pelo Telescópio de Pesquisa VLT do Observatório Europeu do Sul.

“A comparação mostrou que, se quisermos explicar as observações no modelo padrão” – disse Elena Asencio – “as anãs de Fornax já deveriam ser destruídas pela gravidade do centro do aglomerado mesmo quando as marés que ele levanta em um anão são sessenta e quatro vezes mais fraco do que a própria gravidade do anão.” Isso não é apenas contra-intuitivo, disse ela, mas também contradiz estudos anteriores, que descobriram que a força externa necessária para perturbar uma galáxia anã é aproximadamente a mesma que a autogravidade da anã. 

Contradição ao modelo padrão

A partir disso, os autores concluíram que, no modelo padrão, não é possível explicar as morfologias observadas das anãs Fornax de forma autoconsistente. Eles repetiram a análise usando a dinâmica Milgromiana (MOND). Em vez de assumir halos de matéria escura ao redor de galáxias, a teoria MOND propõe uma correção à dinâmica newtoniana pela qual a gravidade experimenta um aumento no regime de baixas acelerações.

“Não tínhamos certeza de que as galáxias anãs seriam capazes de sobreviver ao ambiente extremo de um aglomerado de galáxias em MOND, devido à ausência de halos protetores de matéria escura neste modelo – admitiu o Dr. Indranil Banik da Universidade de St. Andrews – “mas nossos resultados mostram uma notável concordância entre as observações e as expectativas do MOND para o nível de perturbação das anãs de Fornax.”

“É emocionante ver que os dados que obtivemos com o telescópio de pesquisa VLT permitiram um teste tão completo de modelos cosmológicos”, disse Aku Venhola, da Universidade de Oulu (Finlândia) e Steffen Mieske, do Observatório Europeu do Sul, coautores do o estudo.

Esta não é a primeira vez que um estudo testando o efeito da matéria escura na dinâmica e evolução das galáxias concluiu que as observações são melhor explicadas quando não estão cercadas por matéria escura.

“O número de publicações mostrando incompatibilidades entre observações e o paradigma da matéria escura só aumenta a cada ano. É hora de começar a investir mais recursos em teorias mais promissoras”, disse Pavel Kroupa, membro das Áreas de Pesquisa Transdisciplinar “Modelling” e “Matter” da Universidade de Bonn.

Dr. Hongsheng Zhao da Universidade de St. Andrews acrescentou: “Nossos resultados têm grandes implicações para a física fundamental. Esperamos encontrar anões mais perturbados em outros aglomerados, uma previsão que outras equipes devem verificar.”

Fonte: scitechdaily.com