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 pela matéria escura, mas que não contém estrelas. Os cientistas a consideram um relicário deixado para trás nas fases mais 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 Alejandro Benitez-Llambay, principal investigador do programa, da Universidade Milano-Bicocca, em Milão, Itália. “Na ciência, geralmente aprendemos mais com os fracassos do que com os sucessos. Neste caso, ver que não há estrelas é o que comprova a teoria. 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 para a Agência Espacial Europeia. “Sabemos pela teoria que a maior parte da massa do Universo deve ser constituída de matéria escura, mas é difícil detectar esse material escuro porque não emite luz. A Cloud-9 nos oferece uma rara visão de uma nuvem dominada pela 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. Cientistas previram a existência de tais objetos por anos, mas a confirmação direta permaneceu elusiva. Apenas após observar a Cloud-9 com o Hubble, os pesquisadores puderam verificar que ela realmente não contém estrelas.
Descontando uma Galáxia Anã Oculta
“Antes de usarmos o Hubble, poderia-se argumentar que isso é uma galáxia anã tênue que não conseguimos ver com telescópios baseados em terra. Eles simplesmente não tinham sensibilidade suficiente para descobrir estrelas”, explicou Gagandeep Anand, autor principal do Instituto Científico do Telescópio Espacial (STScI), em Baltimore, EUA. “Mas com a Câmera Avançada para Estudos 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 acionar a formação estelar. Por causa disso, eles preservam as condições do início do Universo. A Cloud-9 aponta para a provável existência de muitos outros pequenos objetos dominados pela matéria escura, muitas vezes descritos como galáxias fracassadas. Estudá-los oferece novas perspectivas sobre partes do Universo que permanecem difíceis de observar porque a maioria dos telescópios foca 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, apresentando uma aparência distintamente diferente das outras nuvens de gás conhecidas.
No 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 realmente equilibrada pela atração gravitacional da matéria escura ao redor, então a matéria escura deve representar a maior parte da massa do objeto. Com base nesse equilíbrio, estima-se que a Cloud-9 contenha aproximadamente 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 das estrelas não revela o quadro completo. Ao examinar o gás e a matéria escura juntos, 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 superam seus sinais tênues. Esses sistemas também são sensíveis a efeitos ambientais, como o despojo por pressão de ram, que pode remover gás enquanto se movem através do espaço intergaláctico. Esses desafios ajudam a esclarecer o porquê de tais objetos parecerem raros.
Descoberta por Telescópios de Rádio
A Cloud-9 foi detectada pela primeira vez há três anos durante uma pesquisa de rádio realizada com o Telescópio Sférico de Apertura de Quinhentos Metros (FAST) em Guizhou, China. A descoberta foi posteriormente confirmada usando o Telescópio de 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 era a nona nuvem de gás identificada nas regiões externas da galáxia espiral Messier 94 (M94).
A nuvem está localizada perto da M94 e parece estar fisicamente conectada à galáxia. Observações de rádio de alta resolução revelam pequenas distorções no gás, que podem ser evidências de interação entre a Cloud-9 e sua vizinha maior.
Uma Galáxia que Poderia Ainda se Formar
Quando ou se a Cloud-9 se tornará uma galáxia depende de ela ganhar massa adicional. Se tivesse sido muito maior, a gravidade teria causado seu colapso e a formação de 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 permite que persista como uma RELHIC.
Essa descoberta avança a compreensão de como as galáxias se formam, como o Universo primitivo evoluiu e como a matéria escura se comporta. Como a Cloud-9 não contém estrelas, ela permite que os cientistas estudem as propriedades das nuvens de matéria escura sem a interferência da luz estelar. À medida que pesquisas futuras melhorarem, os pesquisadores esperam descobrir mais desses raros relicários, oferecendo uma visão mais profunda da estrutura oculta do Universo e da física da matéria escura.
