Cientistas criam modelo perfeito de supernovas-chave para estudar matéria escura

 

Pesquisadores analisaram uma supernova Ia próxima, composta por explosões termonucleares de estrelas anãs brancas em órbita mútua com outra estrela, e que potencia estudos posteriores de supernovas.

Uma equipe de cientistas revelou em um estudo publicado na revista The Astrophysical Journal o modelo de curva de luz e modelo espectral de uma supernova Ia (SNla), segundo o portal Phys.org.

As SN Ia são cruciais para descobrir o que é conhecido como energia escura, nome dado à energia desconhecida que causa a atual expansão acelerada do Universo. Apesar disso, os astrônomos sabem pouco sobre as origens dessas supernovas, exceto que elas são as explosões termonucleares de estrelas anãs brancas em orbita mútua com outra estrela.

Os pesquisadores investigaram para o caso a bastante próxima supernova SN 2017cbv, obtendo "o mais completo modelo de curva de luz e modelo espectral de uma única supernova", relata a mídia.

"É um dos tipos de supernovas com a mais completa cobertura temporal através das bandas de filtros ópticos e infravermelhos próximos e espectroscopia, o que torna o alvo um padrão ideal para investigações comparativas da SNeIa [supernova tipo Ia]", de acordo com o dr. Wang Lingzhi, que coordenou o estudo.

O conjunto de dados fornecido pelo estudo é "único", disse.

"Estimativas confiáveis da extinção e avermelhamento causado pela poeira nas galáxias hospedeiras das supernovas Tipo Ia é a questão mais importante na aplicação cosmológica da supernova Tipo Ia que lançou as bases para estudos da energia negra do Universo", comentou o professor Wang Lifan, coautor do estudo.

"Com este conjunto único de dados, somos capazes de estabelecer restrições à massa de níquel sintetizada durante a explosão, construir o modelo de explosão SN que melhor se ajuste aos dados, bem como obter um limite superior de 0,1 massa solar para a massa de hidrogênio", apontou.

 

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Novo estudo desafia regras clássicas da gravidade e coloca em xeque teoria da matéria escura

 

Grupo de cientistas analisou a curva de rotação de 153 galáxias e os resultados favorecem a teoria dinâmica newtoniana modificada em detrimento da teoria da matéria escura.

Um grupo internacional de cientistas afirma que uma ideia rival da popular hipótese da matéria escura prevê com mais precisão um fenômeno galáctico que parece desafiar as regras clássicas da gravidade. Esses resultados foram publicados na revista científica The Astrophysical Journal.

"Tenho trabalhado com a hipótese de que a matéria escura existe, então esse resultado realmente me surpreendeu […]. Inicialmente, eu estava relutante em interpretar nossos próprios resultados em favor do MOND. Mas agora não posso negar o fato de que os resultados, como estão, apoiam claramente o MOND em vez da hipótese da matéria escura", diz Kyu-Hyun Chae, principal autor do estudo, citado pelo portal Phys.org.

MOND vs. matéria escura

MOND é a sigla em inglês para Dinâmica Newtoniana Modificada, uma teoria que propõe que a gravidade em baixas acelerações é mais forte do que seria previsto por um entendimento newtoniano puro. Além disso, os movimentos internos de um objeto no cosmos não deveriam depender apenas da massa do próprio objeto, mas também da atração gravitacional de todas as outras massas no Universo, chamada de Efeito de Campo Externo, (EFE, na sigla em inglês).

 

 © Foto / NASA / ESA / J. Lee

Caldwell 45 (ou NGC 5248) é uma galáxia espiral localizada na constelação de Bootes, sendo notável pela estrutura anelar em torno de seu núcleo. Estes anéis nucleares caracterizam-se por "pontos quentes" de formação de estrelas, onde as estrelas se formam mais frequentemente do que o normal

 

O MOND surgiu como uma alternativa à teoria da matéria escura para solucionar o problema da curva de velocidade de rotação de galáxias espirais. Por décadas, medimos mais atração gravitacional no espaço do que pensamos que deveríamos, ou seja, não há matéria visível ou conhecida suficiente para explicar tudo.

A hipótese da matéria escura teoriza que a maior parte do Universo conhecido é na verdade feita de material que não interage com a luz, tornando-o invisível e indetectável, mas que esse material é responsável por grande parte da atração gravitacional entre as galáxias. Essa tem sido a teoria predominante por quase 50 anos.

Testes com 150 galáxias

Os cientistas analisaram 153 curvas de rotação de galáxias espirais e afirmam que detectaram o EFE em pelo menos 150 galáxias estudadas.

"O efeito de campo externo é uma assinatura única de MOND que não ocorre na gravidade de Newton-Einstein […]. Isso não tem analogia na teoria convencional com a matéria escura. A detecção desse efeito é um verdadeiro mistério", confessa Stacy McGaugh, coautora do estudo.

McGaugh explica que o ceticismo faz parte do processo científico e entende a relutância de muitos cientistas em considerar o MOND como uma possibilidade.

"Eu vim do mesmo lugar que os da comunidade de matéria escura […]. Dói pensar que poderíamos estar tão errados", comenta a pesquisadora que conclui que, todavia, "nenhuma outra teoria antecipou o comportamento observado", apenas o MOND.

 

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Mistério de galáxia desprovida de matéria escura é revelado

 

As observações astronômicas apontam para forças de "maré" e comportamento "canibal" de uma galáxia vizinha, que explicariam a escassez deste componente invisível.

Se alguma galáxia é pobre em matéria escura, pode ser devido a uma interação com outra galáxia vizinha e de maiores dimensões, provocando um fenômeno chamado de "perturbação por maré". Trata-se de um processo que priva a galáxia de grande parte de sua massa "antes de afetar as estrelas", segundo estudo publicado na The Astrophysical Journal.

A matéria escura segue sendo um mistério para os astrônomos, embora estes estejam seguros de que é imprescindível para que as galáxias se formem no universo.

Em 2018, um grupo de astrônomos descobriu em nossa vizinhança espacial uma galáxia praticamente desprovida de matéria escura, designada NGC 1052-DF2, localizada a 42 milhões de anos-luz, na constelação da Baleia.

Posteriormente, uma segunda galáxia, denominada NGC 1052-DF4, foi encontrada a 45 milhões de anos-luz da Terra.

O novo estudo explica a interação da NGC 1052-DF4 com outra galáxia descoberta anteriormente, que é maior e mais elíptica, designada NGC 1035.

 

 © NASA . ESA/Hubble & NASA/ Judy Schmidt

Imagem de galáxias tirada pela sonda (imagem referencial)

Ao observar a luz procedente da galáxia NGC 1052-DF4, os astrônomos encontraram evidências de algumas caudas de maré, formadas por um material visível se afastando da galáxia.

Também foi estudado o alinhamento do material galáctico e ambas as observações confirmaram a ideia de uma "perturbação por maré".

Uma análise adicional concluiu que as partes centrais da galáxia permanecem intactas, porém cerca de 7% de sua massa estelar são "arrastados" nesta cauda de maré.

A matéria escura é menos densa que as estrelas e foi a primeira a "ser arrancada" da galáxia. Agora, o componente estelar externo está mais conturbado pois parece estar sendo sugado.

O astrofísico Ignacio Trujillo, que faz parte da equipe de pesquisadores, comparou o comportamento com o canibalismo e, em um comentário à NASA, afirmou que, com o tempo, a galáxia NGC 1052-DF4 "será canibalizada pelo grande sistema ao redor da NGC 1035", deixando algumas de suas estrelas "flutuando livremente no espaço profundo".

A descoberta da perturbação que priva uma galáxia de sua matéria escura resolve o enigma astrofísico e alivia os cientistas, que não precisarão revisar a compreensão da origem das galáxias e das leis da gravidade.

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Astrofísica: Perda de matéria escura em galáxias gera novo mistério no Universo

Astrônomos chineses descobriram 19 galáxias anãs pobres em matéria escura, possivelmente devido a "interações galácticas em regiões de alta densidade".

Muitas das galáxias anãs dispensam a matéria escura, mesmo que a matéria esteja presente em grande quantidade, afirma equipe de astrônomos chineses.

Os cálculos da equipe mostram que 19 destas galáxias anãs poderiam ser formadas principalmente por bárions, ou seja, por átomos e partículas subatômicas capazes de formar o núcleo de um átomo.

© FOTO / ESA/HUBBLE & NASA, L. FERRARESE ET AL.

Galáxia elíptica anã Messier 110 na constelação de Andrômeda fotografada pelo telescópio espacial Hubble da NASA

Ao menos 14 delas estariam isoladas e isentas da influência de uma galáxia brilhante e ambientes de alta densidade. Dessa forma, os pesquisadores chineses acreditam que a ausência de matéria escura "poderia desafiar a teoria da formação de galáxias de baixa massa dentro da cosmologia padrão".

As 19 galáxias foram descobertas entre mais de 300 outras, através de cálculos da massa de halo de cada uma e simulações hidrodinâmicas, que apontam que a formação dessas galáxias pode estar ligada a "interações galácticas nas regiões de alta densidade", segundo a Live Science.

Till Sawala, astrofísico da Universidade de Helsinque, afirmou que o método utilizado é preciso, porém pode haver "incertezas sistemáticas" sem solução sobre esses tipos de medidas.