Substância misteriosa se comporta de forma estranha em galáxia vizinha da Via Láctea

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Uma galáxia próxima à Via Láctea, que fica a cerca de 380 mil anos-luz da Terra, pode trazer novas pistas sobre a misteriosa matéria escura, substância que compõe mais de 80% do Universo, mas que ainda não foi detectada diretamente. 

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De acordo com um novo estudo, publicado no periódico científico The Astrophysical Journal Letters, essa galáxia, chamada Cratera II, pode ser composta de uma forma hipotética de matéria escura conhecida como matéria escura autointeragente (SIDM), que sugere que suas partículas interagem através de uma força desconhecida além da gravidade.

Segundo Hai-Bo Yu, professor de física e astronomia na Universidade da Califórnia-Riverside, e um dos autores da pesquisa, as simulações computacionais revelaram que as previsões da SIDM e as observações da Cratera II são surpreendentemente precisas. A força necessária para essa autointeração é maior do que inicialmente previsto, oferecendo uma nova perspectiva sobre a matéria escura.

Cratera II é a quarta maior galáxia satélite da Via Láctea

Descoberta em 2016 através do Very Large Telescope (VLT), localizado no Chile, a galáxia Cratera II é o quarto maior satélite da Via Láctea, depois da grande e pequena Nuvens de Magalhães e da Galáxia de Sagitário. Se fosse visível a olho nu, pareceria duas vezes maior que a lua cheia. 

Com bilhões de estrelas antigas espalhadas por 6.500 anos-luz de largura, a Cratera II é incrivelmente fraca, sendo quase 100 mil vezes menos brilhante que a Via Láctea.

Os astrônomos ainda não entendem completamente como essa galáxia se formou e mantém seu tamanho. Sabe-se que ela evolui sob a influência gravitacional da Via Láctea, que exerce uma força de maré esticando seu perfil. Isso também afeta seu halo de matéria escura.

Hai-Bo Yu compara esse efeito à maneira como a gravidade da Lua causa as marés na Terra. No caso da Cratera II, essa força deveria retirar estrelas e matéria escura, reduzindo sua massa ao longo do tempo. No entanto, medições recentes da órbita da galáxia sugerem que essas interações são fracas demais para explicar suas densidades de matéria escura, desafiando o modelo predominante de cosmologia Lambda-CDM.

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A equipe de Yu simulou a perda de massa da Cratera II devido à força de maré da Via Láctea e descobriu que suas propriedades podem ser explicadas por partículas de matéria escura que interagem entre si. 

Eles descobriram que a Cratera II não possui uma concentração central de alta densidade de matéria escura, como previsto pelo modelo Lambda-CDM. Em vez disso, se a matéria escura for autointeragente, colisões internas podem distribuir energia entre as partículas, equilibrando o halo da galáxia e justificando sua falta de uma cúspide central.

Agora, os autores do estudo esperam que futuras observações de galáxias similares confirmem essa nova teoria sobre a matéria escura.