Matéria escura está freando rotação da barra galáctica da Via Láctea

Velocidade da rotação diminuiu no mínimo 24% desde que a barra se formou, concluíram pesquisadores britânicos

Via Láctea, em concepção artística: taxa de giro da barra central diminuída em cerca de 24%. Crédito: Pablo Carlos Budassi/Wikimedia Commons

O giro da barra galáctica da Via Láctea, composta por bilhões de estrelas agrupadas, desacelerou cerca de um quarto desde sua formação, de acordo com um novo estudo realizado por pesquisadores da University College London (UCL) e da Universidade de Oxford, no Reino Unido. Um artigo sobre esse trabalho foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Por 30 anos, os astrofísicos previram essa desaceleração. Esta, contudo, é a primeira vez que ela foi medida. Segundo os pesquisadores, ela oferece um novo tipo de visão sobre a natureza da matéria escura. A matéria escura atua aqui como um contrapeso, desacelerando o giro.

No estudo, os pesquisadores analisaram as observações do telescópio espacial Gaia de um grande grupo de estrelas, o fluxo de Hércules. Essas estrelas estão em ressonância com a barra, ou seja, giram em torno da galáxia na mesma taxa que o giro da barra.

Impressão digital química

Essas estrelas são capturadas gravitacionalmente pela barra giratória. O mesmo fenômeno ocorre com os asteroides gregos e troianos, que orbitam os pontos Lagrange de Júpiter (à frente e atrás do planeta). Se o giro da barra diminuir, espera-se que essas estrelas se movam para mais longe na galáxia, mantendo seu período orbital igual ao do giro da barra.

Os pesquisadores descobriram que as estrelas no fluxo carregam uma impressão digital química: elas são mais ricas em elementos mais pesados ​​(chamados de metais em astronomia). Isso prova que viajaram para longe do centro galáctico, onde estrelas e gás formador de estrelas são cerca de 10 vezes mais ricos em metais em comparação com a parte externa da galáxia.

Usando esses dados, a equipe inferiu que a barra – composta por bilhões de estrelas e trilhões de massas solares – diminuiu seu giro em pelo menos 24% desde que se formou.

Primeira evidência

O coautor do estudo dr. Ralph Schoenrich, da UCL Physics & Astronomy, disse: “Os astrofísicos há muito suspeitam que a barra giratória no centro de nossa galáxia está diminuindo. Mas encontramos a primeira evidência de isso acontecendo. O contrapeso que reduz a velocidade desse giro deve ser a matéria escura. Até agora, só pudemos inferir a matéria escura mapeando o potencial gravitacional das galáxias e subtraindo a contribuição da matéria visível.”

“Nossa pesquisa fornece um novo tipo de medição da matéria escura – não de sua energia gravitacional, mas de sua massa inercial (a resposta dinâmica), que retarda o giro da barra”, acrescentou Schoenrich.

O coautor Rimpei Chiba, doutorando da Universidade de Oxford, afirmou: “Nossa descoberta oferece uma perspectiva fascinante para restringir a natureza da matéria escura, pois diferentes modelos mudarão essa atração inercial na barra galáctica. Essa descoberta também representa um grande problema para as teorias da gravidade alternativa – como não têm matéria escura no halo, elas preveem nenhuma ou muito pouca desaceleração da barra.”

Existência inferida

Acredita-se que a Via Láctea, assim como outras galáxias, esteja inserida em um “halo” de matéria escura que se estende bem além de sua borda visível.

A matéria escura é invisível e sua natureza é desconhecida. Mas sua existência é inferida de galáxias que se comportam como se estivessem envoltas em uma massa significativamente maior do que podemos ver. Acredita-se que haja cerca de cinco vezes mais matéria escura no universo do que matéria visível comum.

Teorias alternativas da gravidade, como a dinâmica newtoniana modificada, rejeitam a ideia de matéria escura. Elas procuram explicar as discrepâncias ajustando a teoria da relatividade geral de Einstein.

A Via Láctea é uma galáxia espiral barrada, com uma espessa barra de estrelas no meio e braços espirais que se estendem pelo disco fora da barra. A barra gira na mesma direção da galáxia.

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