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28 de novembro de 2021

Aglomerado Estelar das Híades Pode Estar Sendo Destruído Por Uma Nuvem de Matéria Escura

Dados da missão Gaia da ESA, missão essa que faz o melhor mapeamento das estrelas da Via Láctea até hoje, revelaram uma evidência tentadora de que o aglomerado estelar mais próximo do Sol está sendo destruído pela influência gravitacional de uma estrutura massiva, porém invisível da nossa galáxia.

Se isso for mesmo confirmado, essa pode ser a evidência da existência de uma população de sub halos de matéria escura. Essas nuvens invisíveis de partículas, acredita-se sejam relíquias da formação da Via Láctea, e estão agora espalhadas por toda a galáxia, criando estruturas invisíveis que exercem uma forte influência gravitacional em algo que passe perto desses halos.

Os pesquisadores fizeram essa descoberta enquanto estudavam a maneira como aglomerados estelares próximos estão se fundindo no fundo geral de estrelas da nossa galáxia. Essa descoberta está baseada no terceiro release de dados da Gaia e em dados lançados anteriormente.

A equipe de pesquisadores escolheu a Híades, como seu alvo, pois esse é o aglomerado estelar mais próximo do Sol. Ele está localizado a cerca de 153 anos-luz de distância e é visível por observadores tanto no hemisfério norte, como no hemisfério sul do nosso planeta, como tendo uma proeminente forma de V, formado por estrelas brilhantes e que marcam a cabeça do touro na constelação de mesmo nome, Touro. Além das estrelas brilhantes facilmente visíveis a olho nu, os telescópios revelam uma centena de outras estrelas apagadas e que ficam localizadas numa região esférica do espaço com cerca de 60 anos-luz de diâmetro.

Um aglomerado estelar naturalmente irá perder suas estrelas, pois à medida que elas se movimentam dentro do aglomerado, elas brigam umas com as outras gravitacionalmente falando. Essa constante troca de forças lentamente muda a velocidade das estrelas, fazendo com que algumas delas se movam para a borda do aglomerado. Dali, as estrelas podem ser varridas para fora dele, pela força gravitacional da galáxia, formando assim duas longas caudas.

Uma cauda é o rastro em direção ao aglomerado estelar, e a outra puxa para fora dele. Essas caudas são conhecidas como caudas de maré, e são muito estudadas em colisões de galáxias, mas nunca foram vistas antes em aglomerado estelares abertos, até recentemente.

A chave para detectar essas caudas de maré está em detectar quais estrelas no céu se movem de maneira similar ao aglomerado de estrelas. A Gaia faz essa tarefa ser mais fácil de ser executada, pois ela mede precisamente a distância e o movimento de mais de um bilhão de estrelas na nossa galáxia. Essas são as duas propriedades mais importantes de serem medidas para que se possa encontrar e pesquisar as caudas de maré de aglomerados estelares na Via Láctea.

Tentativas anteriores realizadas por outras equipes de pesquisadores atingiram um sucesso limitado pois os pesquisadores só olharam para estrelas que se ajustavam muito bem com o movimento dos aglomerados de estrelas. Eles excluíram membros que faziam parte do aglomerado a 600 ou 700 milhões de anos atrás e que agora já viajavam em órbitas diferentes.

Para entender a grande variação de órbitas, os pesquisadores construíram um modelo computacional que simulou as várias perturbações que as estrelas que escapam do aglomerado poderiam sentir durante centenas de milhões de anos no espaço. Depois de rodar o algoritmo construído, e então comparar os resultados da simulação com os dados reais então a verdadeira extensão das caudas de maré da Híades se revelou. Os pesquisadores encontraram milhares de antigos membros desse aglomerado nos dados da missão Gaia. Essas estrelas agora, estão espalhadas por milhares de anos-luz através da galáxia, mas elas seguem duas enormes caudas de maré.

Mas a real surpresa foi que a cauda de maré parece estar perdendo estrelas. Isso indica que algo muito mais brutal está acontecendo, do que apenas a dissolução do aglomerado estelar.

Rodando novamente as simulações, os pesquisadores mostraram que os dados podem ser reproduzidos se essa cauda colidiu com uma nuvem de matéria contendo cerca de 10 milhões de vezes a massa do Sol. E para acontecer o que está se observando deve ter sido uma interação muito próxima entre o aglomerado e essa massiva aglomeração de matéria.

Mas o que poderia ser essa aglomeração de matéria? Não existem observações de uma nuvem de gás ou de outro aglomerado massivo perto do aglomerado da Híades. Se não tem nenhuma estrutura observável mesmo em pesquisas futuras, os pesquisadores sugerem que o objeto poderia ser um sub-halo de matéria escura. Esses sub-halos são ocorrências naturais de aglomerações de matéria escura que podem ajudar a moldar a galáxia durante a sua formação. Esse novo trabalho mostra que a missão Gaia está ajudando os astrônomos a mapear não só as estrelas visíveis da galáxia, mas também a estrutura da matéria escura que forma a nossa galáxia.

Com a missão Gaia, a maneira como estamos vendo a Via Láctea, mudou por completo. E com essas descobertas, os astrônomos serão capazes de mapear as sub-estruturas da galáxia de uma forma muito mais precisa do que antes. Outra coisa importante, provando a metodologia com o aglomerado de estrelas das Híades, os pesquisadores podem agora estender o trabalho e buscar por outras caudas de maré em aglomerados mais distantes e quem sabe descobrir mais aglomerações de matéria escura espalhadas por aí.

Fonte:

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gaia/Is_the_nearest_star_cluster_to_the_Sun_being_destroyed

https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2021/03/aa39949-20.pdf

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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