Uma equipa, utilizando o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, examinou um novo tipo de objeto astronómico - uma nuvem de matéria escura, sem estrelas e rica em gás, que é considerada uma "relíquia" ou um resquício da formação galáctica inicial. Apelidada de "Cloud-9" (ou "Nuvem 9", se quisermos traduzir para português), esta é a primeira deteção confirmada de um objeto deste tipo no Universo.

"Esta é a história de uma galáxia falhada", disse o investigador principal do programa, Alejandro Benitez-Llambay da Universidade de Milão-Bicocca em Milão, Itália. "Na ciência, normalmente aprendemos mais com os fracassos do que com os sucessos. Neste caso, não ver estrelas é o que prova que a teoria está correta. Diz-nos que encontrámos, no Universo local, um bloco de construção primordial de uma galáxia que não se formou".

"Esta nuvem é uma janela para o Universo escuro", explicou Andrew Fox, membro da equipa AURA/STScI da ESA. "Sabemos pela teoria que a maior parte da massa do Universo deverá ser matéria escura, mas é difícil detetar este material escuro porque não emite luz. Cloud-9 dá-nos uma rara visão de uma nuvem dominada por matéria escura".

O objeto é chamado de "Reionization-Limited H I Cloud", ou "RELHIC". O termo 'H I' refere-se a hidrogénio neutro, e "RELHIC" descreve uma nuvem natal de hidrogénio dos primórdios do Universo, um resquício fóssil que não formou estrelas. Durante anos, os cientistas procuraram evidências de um tal objeto fantasma, que foi proposto em teoria. Mas só quando viraram o Hubble para a nuvem é que puderam confirmar que ela, de facto, não tem estrelas.

Esta imagem mostra o campo em branco da região circundante de Cloud-9, que se encontra a 14 milhões de anos-luz da Terra. Crédito: NASA, ESA. G. Anand (STScI) e A. Benitez-Llambay (Universidade de Milão-Bicocca); processamento - J. DePasquale (STScI)

"Antes de utilizarmos o Hubble, poder-se-ia argumentar que se trata de uma ténue galáxia anã que não podíamos ver com telescópios terrestres. Simplesmente não tinham sensibilidade suficiente para descobrir estrelas", explicou o autor principal Gagandeep Anand do STScI (Space Telescope Science Institute), em Baltimore, EUA. "Mas com a ACS (Advanced Camera for Surveys) do Hubble, conseguimos confirmar que não há lá nada".

A descoberta desta nuvem relíquia foi uma surpresa. "Entre os nossos vizinhos galácticos, pode haver algumas casas abandonadas", disse Rachael Beaton, do STScI, que também faz parte da equipa de investigação.

Pensa-se que as RELHICs são nuvens de matéria escura que não conseguiram acumular gás suficiente para formar estrelas. Representam uma janela para as fases iniciais da formação das galáxias. Cloud-9 sugere a existência de muitas outras pequenas estruturas dominadas por matéria escura no Universo - outras galáxias falhadas. Esta descoberta fornece novos conhecimentos sobre os componentes escuros do Universo que são difíceis de estudar através de observações tradicionais, que se concentram em objetos brilhantes como estrelas e galáxias.

5 mil milhões de massas solares

Há muitos anos que os cientistas estudam as nuvens de hidrogénio perto da Via Láctea, e estas nuvens tendem a ser muito maiores e irregulares do que Cloud-9. Em comparação com outras nuvens observadas, Cloud-9 é mais pequena, mais compacta e muito esférica, o que a torna muito diferente das outras nuvens.

O núcleo deste objeto é composto por hidrogénio neutro e tem cerca de 4900 anos-luz de diâmetro. O hidrogénio gasoso de Cloud-9 tem aproximadamente 1 milhão de vezes a massa do Sol. Mas se a pressão do gás está a equilibrar a gravidade da nuvem de matéria escura, o que parece ser o caso, Cloud-9 deve ser fortemente dominada por matéria escura, com cerca de 5 mil milhões de massas solares.

Cloud-9 é um exemplo das estruturas e dos mistérios que não envolvem estrelas. Olhar apenas para as estrelas não dá uma imagem completa. O estudo do gás e da matéria escura ajuda a compreender melhor o que se passa nestes sistemas que, de outra forma, não seriam conhecidos.

Observacionalmente, a identificação destas galáxias falhadas é um desafio porque os objetos próximos as ofuscam. Estes sistemas são também vulneráveis a efeitos ambientais, como a remoção de gás por pressão dinâmica, que pode remover gás à medida que a nuvem se desloca pelo espaço intergaláctico. Estes factores reduzem ainda mais o seu número esperado.

Galáxia falhada

Cloud-9 foi descoberta há três anos, no âmbito de um levantamento de rádio efetuado pelo FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope), em Guizhou, na China, descoberta posteriormente confirmada pelo GBT (Green Bank Telescope) e pelo VLA (Very Large Array), nos Estados Unidos. Ao contrário da cultura do hemisfério ocidental, a alcunha "Cloud-9" não tem qualquer significado para os chineses. Foi simplesmente batizada sequencialmente, tendo sido a nona nuvem de gás identificada na periferia de uma galáxia espiral próxima, Messier 94 (M94).

A nuvem está próxima de M94 e parece ter uma associação física com a galáxia. Dados de rádio de alta resolução mostram ligeiras distorções no gás, possivelmente indicando interação entre a nuvem e a galáxia.

Cloud-9 pode vir a formar uma galáxia no futuro, dependendo do facto de se tornar mais massiva. Se fosse muito maior, teria entrado em colapso, formado estrelas e transformado numa galáxia que não seria diferente de qualquer outra galáxia que vemos. Se fosse muito mais pequena, o gás poderia ter-se dispersado e ionizado e não restaria muito. Mas está num ponto ideal onde também pode permanecer como uma RELHIC.

Esta descoberta contribui para a compreensão da formação de galáxias, do Universo primitivo e da natureza da própria matéria escura. A ausência de estrelas neste objeto fornece uma janela única para as propriedades intrínsecas das nuvens de matéria escura. Espera-se que a raridade de tais objetos e o potencial para futuros levantamentos aumentem a descoberta de mais destas "galáxias falhadas" ou "relíquias", resultando em conhecimentos sobre o Universo primitivo e a física da matéria escura.

// ESA (comunicado de imprensa)
// ESA/Hubble (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// NRAO (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)

Quer saber mais?

Cloud-9:
Wikipedia

RELHIC (Reionization-Limited H I Cloud):
Wikipedia

Matéria escura:
Wikipedia

Messier 94:
SEDS
Wikipedia

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
STScI
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais
Arquivo de Ciências do eHST
Wikipedia

FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope):
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Wikipedia

GBT (Green Bank Telescope):
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Wikipedia

VLA (Karl G. Jansky Very Large Array):
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NRAO
Wikipedia