Astrônomos que trabalham com o Telescópio Espacial Hubble identificaram um novo tipo de objeto cósmico. Trata-se de uma nuvem rica em gás e dominada pela matéria escura, mas que não contém estrelas. Os cientistas consideram isso um resquício deixado dos estágios iniciais da formação das galáxias. O objeto, conhecido como “Cloud-9,” é o primeiro exemplo confirmado de seu tipo já observado no Universo.
“Esta é a história de uma galáxia falhada,” disse o investigador principal do programa, Alejandro Benitez-Llambay da Universidade Milano-Bicocca, em Milão, Itália. “Na ciência, geralmente aprendemos mais com os fracassos do que com os sucessos. Neste caso, não ver estrelas é o que prova a teoria correta. Isso nos diz que encontramos no Universo local um bloco de construção primordial de uma galáxia que não se formou.”
Uma Visão Rara do Universo Escuro
“Esta nuvem é uma janela para o Universo escuro,” explicou o membro da equipe Andrew Fox da AURA/STScI para a Agência Espacial Europeia. “Sabemos pela teoria que a maior parte da massa no Universo deve ser feita de matéria escura, mas é difícil detectar esse material escuro porque não emite luz. Cloud-9 nos dá uma visão rara de uma nuvem dominada pela matéria escura.”
A Cloud-9 pertence a uma categoria conhecida como Nuvens H I Limitadas pela Reionização, ou “RELHICs.” O termo “H I” refere-se ao hidrogênio neutro, enquanto “RELHIC” descreve uma nuvem de hidrogênio formada no início do Universo que nunca progrediu para formar estrelas. Os cientistas previam a existência de tais objetos por anos, mas a confirmação direta permanecia elusiva. Somente após observar a Cloud-9 com o Hubble, os pesquisadores conseguiram verificar que ela realmente não contém estrelas.
Desmascarando uma Galáxia Anã Oculta
“Antes de usarmos o Hubble, você poderia argumentar que isso era uma galáxia anã pálida que não conseguíamos ver com telescópios de superfície. Eles simplesmente não tinham profundidade suficiente em sensibilidade para descobrir estrelas,” explicou o autor principal Gagandeep Anand do Instituto Científico do Telescópio Espacial (STScI), em Baltimore, EUA. “Mas com a Câmera Avançada para Pesquisas do Hubble, conseguimos confirmar que não há nada ali.”
A descoberta em si surpreendeu os pesquisadores. “Entre nossos vizinhos galácticos, pode haver algumas casas abandonadas por aí,” disse Rachael Beaton do STScI, que também faz parte da equipe de pesquisa.
As RELHICs são consideradas estruturas de matéria escura que nunca acumularam gás suficiente para desencadear a formação de estrelas. Por causa disso, elas preservam condições do início do Universo. A Cloud-9 aponta para a provável existência de muitos outros objetos pequenos dominados pela matéria escura, frequentemente descritos como galáxias falhadas. Estudá-los oferece novas perspectivas sobre partes do Universo que permanecem difíceis de observar, uma vez que a maioria dos telescópios se concentra em estrelas e galáxias brilhantes.
Medição de um Gigante Invisível
Nuvens de hidrogênio próximas à Via Láctea têm sido estudadas há décadas, mas a maioria delas é muito maior e mais irregular em forma do que a Cloud-9. Em contraste, a Cloud-9 é menor, mais densa e quase esférica, dando a ela uma aparência distintamente diferente de outras nuvens de gás conhecidas.
No seu centro, a Cloud-9 contém hidrogênio neutro que se estende por aproximadamente 4900 anos-luz. O gás hidrogênio sozinho tem uma massa cerca de 1 milhão de vezes a do Sol. Se a pressão do gás estiver realmente equilibrada pela atração gravitacional da matéria escura circundante, então a matéria escura deve representar a maior parte da massa do objeto. Com base nesse equilíbrio, estima-se que a Cloud-9 contenha aproximadamente 5 bilhões de massas solares.
Por Que Objetos Sem Estrelas São Importantes
A Cloud-9 destaca quanta parte do Universo existe além das estrelas. Observar apenas a luz das estrelas não revela o quadro completo. Ao examinar o gás e a matéria escura juntos, os cientistas podem entender melhor os sistemas que, de outra forma, permaneceriam ocultos.
Encontrar galáxias falidas como a Cloud-9 é difícil porque objetos brilhantes nas proximidades muitas vezes sobrepujam seus sinais fracos. Esses sistemas também são sensíveis a efeitos ambientais, como o fenômeno de remoção de gás devido à pressão do ram, que pode eliminar gás enquanto se movem pelo espaço intergaláctico. Esses desafios ajudam a explicar por que tais objetos parecem ser raros.
Descoberta Através de Telescópios de Rádio
A Cloud-9 foi detectada pela primeira vez há três anos durante uma pesquisa de rádio realizada com o Telescópio Esférico de Apertura de Quinhentos Metros (FAST) em Guizhou, China. A descoberta foi posteriormente confirmada usando o Telescópio Green Bank e o Very Large Array nos Estados Unidos. O nome “Cloud-9” não possui significado cultural na China e foi atribuído simplesmente porque era a nona nuvem de gás identificada nas regiões externas da galáxia espiral Messier 94 (M94).
A nuvem está próxima da M94 e parece estar fisicamente conectada à galáxia. Observações de rádio de alta resolução revelam distorções leves no gás, que podem ser evidências de interação entre a Cloud-9 e seu vizinho maior.
Uma Galáxia Que Pode Ainda se Formar
Se a Cloud-9 se tornará eventualmente uma galáxia depende se ela acumulará massa adicional. Se tivesse sido muito maior, a gravidade teria causado seu colapso e formação de estrelas há muito tempo. Se fosse muito menor, seu gás poderia ter se dispersado e se tornado ionizado, deixando pouco para trás. Em vez disso, existe em uma faixa estreita que permite que persista como uma RELHIC.
Essa descoberta avança a compreensão de como as galáxias se formam, como o Universo primitivo evoluiu e como a matéria escura se comporta. Como a Cloud-9 não contém estrelas, permite que os cientistas estudem as propriedades das nuvens de matéria escura sem a interferência da luz das estrelas. À medida que as pesquisas futuras melhorarem, os pesquisadores esperam descobrir mais desses raros relíquias, oferecendo uma compreensão mais profunda da estrutura oculta do Universo e da física da matéria escura.
