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 por matéria escura, mas que não contém estrelas. Os cientistas consideram-na um resquício deixado das fases 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 fracassada”, disse o investigador principal do programa, Alejandro Benitez-Llambay, da Universidade Milano-Bicocca, em Milão, Itália. “Na ciência, normalmente aprendemos mais com os fracassos do que com os sucessos. Neste caso, a ausência de 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 ainda não se formou.”
Uma Visão Rara do Universo Escuro
“Esta nuvem é uma janela para o universo escuro”, explicou Andrew Fox, membro da equipe da AURA/STScI da Agência Espacial Europeia. “Sabemos pela teoria que a maior parte da massa do Universo deve ser composta de matéria escura, mas é difícil detectar esse material escuro porque ele não emite luz. A Cloud-9 nos dá uma rara visão de uma nuvem dominada por 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 há anos, mas a confirmação direta permaneceu elusiva. Somente após observar a Cloud-9 com o Hubble, os pesquisadores puderam verificar que ela realmente não contém estrelas.
Descartando uma Galáxia Anã Oculta
“Antes de usarmos o Hubble, você poderia argumentar que isso é uma galáxia anã fraca que não conseguimos ver com telescópios terrestres. Eles simplesmente não eram sensíveis o suficiente para descobrir estrelas”, explicou o autor principal Gagandeep Anand do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STScI), em Baltimore, Estados Unidos. “Mas com a Câmera Avançada para Levantamentos do Hubble, conseguimos confirmar que não há nada lá.”
A descoberta 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.
Os RELHICs são considerados estruturas de matéria escura que nunca reuniram gás suficiente para provocar a formação de estrelas. Por isso, preservam condições do início do Universo. A Cloud-9 aponta para a provável existência de muitos outros pequenos objetos dominados por matéria escura, frequentemente descritos como galáxias fracassadas. Estudá-los oferece novas informações sobre partes do Universo que permanecem difíceis de observar porque a maioria dos telescópios se concentra em estrelas e galáxias brilhantes.
Medindo um Gigante Invisível
Nuvens de hidrogênio próximas à Via Láctea têm sido estudadas por décadas, mas a maioria 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-lhe uma aparência distintamente diferente de outras nuvens de gás conhecidas.
Em 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 de fato equilibrada pela atração gravitacional da matéria escura ao redor, então a matéria escura deve ser responsável pela maior parte da massa do objeto. Com base nesse equilíbrio, a Cloud-9 é estimada em conter cerca de 5 bilhões de massas solares.
Por que Objetos Sem Estrelas Importam
A Cloud-9 destaca quanto do Universo existe além das estrelas. Observar apenas a luz estelar não revela o quadro completo. Ao examinar o gás e a matéria escura em conjunto, os cientistas podem entender melhor sistemas que de outra forma permaneceriam ocultos.
Encontrar galáxias fracassadas como a Cloud-9 é difícil porque objetos brilhantes próximos muitas vezes sobrecarregam seus sinais fracos. Esses sistemas também são sensíveis a efeitos ambientais, como o despojamento por pressão de ram, que podem remover gás enquanto se movem através do 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 um levantamento de rádio realizado com o Telescópio Esférico de Apertura de 500 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 tem significado cultural na China e foi atribuído simplesmente porque foi a nona nuvem de gás identificada nas regiões externas da galáxia espiral Messier 94 (M94).
A nuvem está próxima de M94 e parece estar fisicamente conectada à galáxia. Observações de rádio de alta resolução revelam ligeiras distorções 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 de se ganhar massa adicional. Se ela fosse muito maior, a gravidade já a teria feito colapsar e formar 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, ela existe em uma faixa estreita que lhe permite persistir como uma RELHIC.
Essa descoberta avança a compreensão de como as galáxias se formam, como o Universo primitivo evolui 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 interferência da luz estelar. À medida que levantamentos futuros melhorem, os pesquisadores esperam descobrir mais desses raros relíquias, oferecendo uma visão mais profunda sobre a estrutura oculta do Universo e a física da matéria escura.
