O modelo padrão da cosmologia sugere que um halo de partículas de matéria escura envolve a maioria das galáxias. No entanto, este halo de matéria escura é invisível, mas a sua massa exerce uma forte atração gravitacional sobre as galáxias vizinhas.
Um novo estudo da Universidade de Bonn (Alemanha) e o Universidade de Santo André (Escócia) desafia esta visão do Universo. Os resultados sugerem que as galáxias anãs do segundo aglomerado de galáxias mais próximo da Terra – conhecido como Aglomerado Fornax – estão livres desses halos de matéria escura.
Os cientistas, em particular, introduziram uma forma inovadora de testar o modelo padrão com base na quantidade galáxias anãs são perturbados pelas marés gravitacionais de galáxias maiores próximas.
Elena Asencio, Ph.D. estudante da Universidade de Bonn e principal autor da história, disse: “As marés surgem quando a gravidade de um corpo exerce uma influência diferente sobre diferentes partes de outro corpo. Estas são semelhantes às marés na Terra, que surgem porque a Lua puxa com mais força o lado da Terra que está voltado para a Lua.”
Pavel Kroupa, professor da Universidade de Bonn e da Universidade Charles em Praga, disse: “O Aglomerado Fornax tem uma rica população de galáxias anãs. Observações recentes mostram que algumas destas anãs parecem distorcidas, como se o ambiente do aglomerado as tivesse perturbado.”
“Tais perturbações nas anãs Fornax não são esperadas de acordo com o Modelo Padrão. Isto porque, de acordo com o modelo padrão, matéria escura os halos dessas anãs devem protegê-las parcialmente das marés levantadas pelo aglomerado.”
Com base nas características internas e na distância do centro do aglomerado gravitacionalmente forte, os autores calcularam o nível esperado de perturbação das anãs. Galáxias de massa estelar grande, porém baixa, e galáxias ao redor do núcleo do aglomerado são mais suscetíveis à ruptura ou destruição. Eles compararam os resultados com o nível de perturbação que observaram nas imagens recolhidas pelo VLT Survey Telescope do Observatório Europeu do Sul.
Elena Asêncio diz: “a comparação mostrou que se quisermos explicar as observações no modelo padrão. As anãs de Fornax já deveriam ter sido destruídas pela gravidade do centro do aglomerado, mesmo quando as marés que ela provoca em uma anã são sessenta e quatro vezes mais fracas do que a autogravidade da anã.”
“Isso não é apenas contra-intuitivo, 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.”
Com base nisso, os cientistas concluíram que é impossível explicar as morfologias observadas das anãs Fornax de uma forma autoconsistente dentro do modelo padrão.
Eles repetiram a análise usando a dinâmica Milgromiana (MOND). Em vez de assumir halos de matéria escura em torno das galáxias, a teoria MOND propõe uma correção à dinâmica newtoniana pela qual a gravidade experimenta um impulso no regime de baixas acelerações.
Indranil Banik, da Universidade de St Andrews, disse: “Não tínhamos certeza de que as galáxias anãs seriam capazes de sobreviver ao ambiente extremo de um aglomerado de galáxias no MOND, devido à ausência de halos protetores de matéria escura neste modelo. Mas os nossos resultados mostram uma concordância notável entre as observações e as expectativas do MOND para o nível de perturbação das anãs de Fornax.”
Aku Venhola da Universidade de Oulu (Finlândia) e Steffen Mieske do Observatório Europeu do Sul disseram: “É emocionante ver que os dados que obtivemos com o telescópio de rastreio do VLT permitiram um teste tão completo dos modelos cosmológicos.”
Pavel Kroupa, membro das áreas de pesquisa transdisciplinar, modelagem e matéria da Universidade de Bonn, disse: “Esta não é a primeira vez que um estudo testa o efeito da matéria escura na dinâmica e evolução das galáxias concluiu que as observações são melhor explicadas quando não estão rodeadas por matéria escura. O número de publicações mostrando incompatibilidades entre as observações e o paradigma da matéria escura continua aumentando a cada ano. É hora de começar a investir mais recursos em teorias mais promissoras.”
Dr. Hongsheng Zhao da Universidade de St Andrews acrescentou que deles “Os resultados têm implicações importantes para a física fundamental. Esperamos encontrar mais anãs perturbadas noutros enxames, uma previsão que outras equipas deverão verificar.”
Jornal de referência:
- Elena Asencio, Indranil Banik et al. A distribuição e morfologia das galáxias anãs do Aglomerado Fornax sugerem que elas não possuem matéria escura. Avisos mensais da Royal Astronomical Society, Volume 515, Edição 2, setembro de 2022. DOI: 10.1093/mnras/stac1765
