Dark Energy Survey encontra mais oito vizinhos galácticos

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O Dark Energy Survey já mapeou um oitavo do céu cheio (região sombreada em vermelho), utilizando a Dark Energy Camera no telescópio Blanco, no Observatório Interamericano de Cerro Tololo, no Chile. O mapeamento levou à descoberta de 17 galáxias anãs nos últimos seis meses (pontos vermelhos), incluindo oito novos candidatos apenas anunciados. Vários dos candidatos estão em estreita proximidade com as duas maiores galáxias anãs que orbitam a Via Láctea, a Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães, ambas as quais são visíveis a olho nu. Em comparação, os novos sistemas estelares são tão fracos que eles são difíceis de "ver" mesmo nas imagens profundas do DES e podem ser mais facilmente visualizados através de mapas de densidade estelar (no detalhe). Catorze das galáxias anãs encontradas no dados do DES são visíveis nesta imagem particular. Crédito da ilustração: Dark Energy Survey Collaboration.

Artigo traduzido de Astronomy Now.

Galáxias satélites são pequenos objetos celestes que orbitam galáxias maiores, como a nossa Via Láctea. Galáxias anãs podem ser encontradas com menos de 1.000 estrelas, em contraste com a Via Láctea, uma galáxia de tamanho médio contendo bilhões de estrelas. Os cientistas previram que as galáxias maiores são construídas a partir de galáxias menores, que pensa-se serem especialmente ricas em matéria escura, a substância que compõe cerca de 25% do total de matéria e energia do universo. Galáxias satélites anãs, portanto, são consideradas a chave para a compreensão da matéria escura e o processo pelo qual galáxias maiores se formam.

O principal objetivo do Dark Energy Survey (DES), como seu nome sugere, é compreender melhor a natureza da energia escura, o material misterioso que compõe cerca de 70% da matéria e da energia no universo. Os cientistas acreditam que a energia escura é a chave para entender por que a expansão do universo está acelerando. Para realizar a sua missão sobre a energia escura, o DES tira fotografias de centenas de milhões de galáxias distantes. No entanto, algumas das imagens também contêm estrelas em galáxias anãs muito mais próximas da Via Láctea. Os mesmos dados podem, portanto, ser usado para sondar tanto a energia escura, que os cientistas pensam que conduz o afastamento das galáxias, quanto a matéria escura, que pensa-se manter as galáxias juntas.

Os cientistas só podem ver galáxias anãs mais fracas quando elas estão por perto, e anteriormente tínhamos encontrado apenas algumas. Se essas novas descobertas representam todo o céu, pode haver muito mais galáxias se escondendo em nossa vizinhança cósmica. “Só este ano, mais de 20 candidatos a galáxias satélite anãs foram vistos, 17 deles foram encontrados nos dados do Dark Energy Survey”, disse Alex Drlica-Wagner do Departamento de Energia (DOE) do Fermi National Accelerator Laboratory, um dos líderes da análise do DES do EUA. “Estamos quase dobrando o número destes objetos conhecidos em apenas um ano, o que é notável”.

Em março, os investigadores com o Dark Energy Survey e uma equipe independente da Universidade de Cambridge anunciaram a descoberta de nove desses objetos em imagens tiradas pela Dark Energy Camera, o instrumento extraordinário no coração do DES, um experimento financiado pelo DOE, National Science Foundation e outras agências financiadoras. Duas delas foram confirmadas como galáxias satélites anãs até agora.

Antes de 2015, os cientistas tinham localizado apenas cerca de duas dúzias de tais galáxias em torno da Via Láctea.

“O DES está encontrando galáxias tão fracas que elas teriam sido muito difíceis de reconhecer nas pesquisas anteriores”, disse Keith Bechtol da Universidade de Wisconsin-Madison. “A descoberta de tantos novos candidatos a galáxias em um oitavo do céu pode significar que há mais para encontrar ao redor da Via Láctea”.

O mais próximo desses objetos recém-descobertos fica a cerca 80 mil anos-luz de distância, e o mais distante cerca de 700 mil anos-luz de distância. Esses objetos são, em média, cerca de um bilhão de vezes mais fracos do que a Via Láctea e um milhão de vezes menos massivos. O mais fraco dos novos candidatos a galáxia anã tem cerca de 500 estrelas.

Localização das oito novas galáxias anãs relatadas(triângulos vermelhos), juntamente com nove candidatos a galáxias anãs reportados anteriormente da pegada do DES (círculos vermelhos), cinco recém-descobertas galáxias anãs localizadas fora da pegada de DES (diamantes verdes), e vinte e sete galáxias satélites da Via Láctea conhecidas antes de 2015 (quadrados azuis). Sistemas que foram confirmados como galáxias satélites são rotulados individualmente. A figura é mostrada em coordenadas galácticas (projeção Mollweide) com a grade de coordenadas marcando o sistema de coordenadas equatorial (linhas sólidas para o equador e meridiano zero). Crédito da ilustração: Dark Energy Survey Collaboration.
Localização das oito novas galáxias anãs relatadas(triângulos vermelhos), juntamente com nove candidatos a galáxias anãs reportados anteriormente da pegada do DES (círculos vermelhos), cinco recém-descobertas galáxias anãs localizadas fora da pegada de DES (diamantes verdes), e vinte e sete galáxias satélites da Via Láctea conhecidas antes de 2015 (quadrados azuis). Sistemas que foram confirmados como galáxias satélites são rotulados individualmente. A figura é mostrada em coordenadas galácticas (projeção Mollweide) com a grade de coordenadas marcando o sistema de coordenadas equatorial (linhas sólidas para o equador e meridiano zero). Crédito da ilustração: Dark Energy Survey Collaboration.

A maioria dos objetos recém-descobertos estão na metade sul da área de pesquisa do DES, em estreita proximidade com a Grande Nuvem de Magalhães e a Pequena Nuvem de Magalhães. Estas são as duas maiores galáxias satélites associadas com a Via Láctea, a cerca de 158 mil anos-luz e 208 mil anos-luz de distância, respectivamente. É possível que muitos desses novos objetos sejam galáxias satélites dessas galáxias satélites maiores, o que seria uma descoberta por si só.

“Esse resultado seria fascinante”, disse Risa Wechsler do SLAC National Accelerator Laboratory do DOE. “Os satélites de satélites são previstos por nossos modelos de matéria escura. Ou nós estamos vendo este tipo de sistema, pela primeira vez, ou há algo que não entendemos sobre como essas galáxias satélites estão distribuídas no céu”.

Por pensarmos que as galáxias anãs são constituídas na maior parte por matéria escura, com muito poucas estrelas, elas são alvos excelentes para explorar as propriedades da matéria escura. Uma análise mais aprofundada irá confirmar se esses novos objetos são realmente galáxias satélites anãs e se sinais de matéria escura podem ser detectados a partir deles.

Os 17 candidatos a galáxias satélites anãs foram descobertos nos dois primeiros anos de dados recolhidos pela Dark Energy Survey, um esforço de cinco anos para fotografar uma parte do céu do hemisfério sul em detalhes sem precedentes. Os cientistas tiveram agora uma primeira visão da maioria da área da pesquisa, mas os dados dos próximos três anos provavelmente irão permitir-lhes encontrar objetos ainda mais fracos, mais difusos ou que estão mais longe. A terceira temporada da pesquisa está apenas começando.

“Esta descoberta emocionante é o produto de um forte esforço de colaboração de toda a equipe do DES”, disse Basilio Santiago, coordenador do DES Milky Way Science Working Group e membro do Consórcio DES-Brasil. “Nós começamos a sondar o cosmos só agora, e estamos ansiosos para descobertas mais excitantes nos próximos anos”.

Referência: “Eight Ultra-faint Galaxy Candidates Discovered in Year Two of the Dark Energy Survey”, colaboração do DES, 2015, submetido ao Astrophysical Journal.

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