Estrelas revelam o mapa oculto da matéria escura na Via Láctea

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Estrelas revelam o mapa oculto da matéria escura na Via Láctea

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Uma equipe de astrônomos liderada por Haozhu Fu, da Universidade de Pequim, realizou uma ampla busca por estrelas hipervelozes usando uma classe especial de astros, as RR Lyrae, para investigar o potencial gravitacional e a distribuição de matéria — inclusive matéria escura — no halo da Via Láctea.


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O grupo identificou “fugitivas” cósmicas que podem ter sido lançadas para fora de seus sistemas, permitindo reconstruir trajetórias e testar como a gravidade molda nossa galáxia, segundo informações do portal phys.org.

Estrelas hipervelozes e matéria escura: o que saber

  • Estrelas hipervelozes viajam tão rápido que podem escapar da gravidade da Via Láctea, tornando-se sondas naturais do halo galáctico.
  • Os pesquisadores focaram em estrelas RR Lyrae, cuja pulsação previsível permite estimar distâncias com precisão.
  • A análise encontrou dezenas de candidatas confiáveis, reunidas em dois grupos: próximo ao centro da galáxia e nas Nuvens de Magalhães.
  • O mecanismo de Hills, ligado ao buraco negro supermassivo central, é uma explicação provável para as ejeções a altíssima velocidade.
  • Novos dados do satélite Gaia e espectroscopia devem refinar as origens e trajetórias desses objetos raros.

RR Lyrae, Gaia e o rastro das “fugitivas” cósmicas

Para entender por que essas estrelas são tão valiosas, vale lembrar o conceito de velocidade de escape: é a rapidez necessária para que um objeto deixe um corpo celeste e não volte mais, sem impulso adicional.

Em nossa galáxia, há estrelas que superam esse limite. Elas são chamadas de hipervelozes e, ao cruzarem o espaço, carregam pistas do “campo de força” da Via Láctea e do que se esconde em seu halo, onde a matéria escura domina.

A imagem mostra o aglomerado de galáxias 1E 0657-556, onde a matéria escura (azul) aparece separada da matéria bariônica (rosa), revelando evidências diretas de que a maior parte da massa desses aglomerados é composta por matéria escura. Crédito: Créditos: Raio-X: NASA/CXC/M.Markevitch et al.; Óptica: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.; Mapa de Lentes: NASA/STScI; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.

Uma origem provável para essas velocidades extremas está no centro galáctico. Ali, o buraco negro supermassivo Sagitário A* pode atuar como uma catapulta gravitacional.

Pelo mecanismo proposto por Jack Hills, se um par de estrelas passa perto demais do buraco negro, uma pode ser capturada enquanto a outra é arremessada para fora a velocidades gigantescas. Em 2019, um fenômeno desses foi observado deixando o núcleo da Via Láctea a uma fração notável da velocidade da luz, um exemplo marcante desse processo.

Metodologia e critérios de seleção

No novo trabalho, os cientistas começaram pelas RR Lyrae, estrelas antigas e pulsantes, comuns no disco espesso, no halo e em aglomerados. O grande trunfo delas está na regularidade: a relação entre período de pulsação, brilho absoluto e composição química permite calcular distâncias de forma confiável. Com isso, é possível reconstruir trajetórias em 3D.

Os autores analisaram catálogos robustos — com milhares a centenas de milhares de RR Lyrae — e aplicaram filtros rigorosos. Para reduzir incertezas, priorizaram medidas espectroscópicas de velocidade radial e curvas de luz bem caracterizadas.

O conjunto inicial foi encolhendo até chegar a um grupo enxuto de candidatas com velocidades compatíveis com o status de hipervelozes. Ao final, 87 estrelas se destacaram como as mais consistentes, com uma fração delas exibindo velocidades tangenciais muito altas.

Astrônomos encontraram antigos aglomerados de estrelas em uma imagem icônica do Telescópio Espacial James Webb. Crédito: NASA/ESA/STScI/CSA

Essas estrelas se distribuíram em dois aglomerados principais: um alinhado com a direção do centro da Via Láctea e outro próximo às Nuvens de Magalhães, duas galáxias anãs vizinhas. Esse padrão geográfico reforça a hipótese de ejeções tanto a partir do núcleo galáctico, via mecanismo de Hills, quanto de sistemas hospedeiros nas próprias Nuvens, que podem ter “lançado” estrelas rumo ao espaço intergaláctico.

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Mapeamento do halo e implicações

Traçar o caminho dessas fugitivas funciona como um teste de estresse do mapa gravitacional da galáxia. Se conhecemos de onde vieram e para onde vão, podemos ajustar o “relevo” invisível da Via Láctea e, com isso, inferir a distribuição de matéria escura no halo.

Para além da curiosidade, há implicações práticas. Compreender como o halo é estruturado ajuda a testar teorias sobre a formação e evolução de galáxias, indica como a matéria escura se organiza e melhora modelos que descrevem o ambiente gravitacional em que o Sistema Solar está imerso. É como substituir um esboço por um mapa de alta resolução: cada estrela hiperveloz adiciona uma nova linha a esse desenho, aproximando-nos de respostas sobre um dos maiores enigmas da física moderna.


Fonte Olhar Digital

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