Nota de Imprensa

O lado negro dos enxames estelares

O VLT descobre um novo tipo de enxames estelares globulares

13 de Maio de 2015

Observações obtidas com o Very Large Telescope do ESO, no Chile, deram a conhecer uma nova classe de enxames estelares globulares “escuros” situados em torno da galáxia gigante Centaurus A. Estes objetos misteriosos parecem-se com enxames normais, mas contêm muito mais massa e podem albergar quantidades inesperadas de matéria escura ou então conter buracos negros massivos. Nenhuma destas hipóteses era algo que se esperasse nem se percebe o seu porquê.

Os enxames estelares globulares são enormes bolas de milhares de estrelas que orbitam a maioria das galáxias. Tratam-se dos sistemas estelares mais velhos do Universo, tendo sobrevivido durante a maior parte do tempo do crescimento e evolução das galáxias.

Matt Taylor, estudante de doutoramento na Pontificia Universidad Catolica de Chile, Santiago, Chile, e bolseiro do ESO, é o autor principal deste novo estudo. Matt explica: “Os enxames estelares e as suas estrelas constituintes são a chave para compreender a formação e evolução das galáxias. Durante décadas, os astrónomos pensaram que as estrelas que constituíam um determinado enxame globular tinham todas a mesma idade e composição química - mas agora sabemos que estes objetos são bem mais estranhos e complexos.”

A galáxia elíptica Centaurus A (também chamada NGC 5128) é a galáxia gigante mais próxima da Via Láctea e pensa-se que albergue cerca de 2000 enxames globulares. Muitos destes enxames são mais brilhantes e mais massivos do que os cerca de 150 que orbitam a Via Láctea.

Matt Taylor e a sua equipa levaram a cabo o estudo mais detalhado feito até à data de uma amostra de 125 enxames globulares que se situam em torno de Centaurus A, com o auxílio do instrumento FLAMES montado no Very Large Telescope do ESO, no Observatório do Paranal, no norte do Chile [1].

A equipa usou estas observações para deduzir a massa dos enxames [2] e comparar este resultado com o quão brilhante cada um deles é.

Para a maioria dos enxames do novo rastreio, os mais brilhantes apresentam maior massa da maneira esperada - se um enxame contém mais estrelas tem um brilho total maior e mais massa total. Mas para alguns dos enxames globulares observou-se algo inesperado: eram muitas vezes mais massivos do que pareciam. E mais estranho ainda, quanto mais massivos eram estes enxames invulgares, maior a fração de material que era escuro. Algo nestes enxames era escuro, escondido e massivo. Mas o quê?

Existem várias possibilidades. Talvez os enxames escuros contenham buracos negros ou outro tipo de restos estelares escuros nos seus núcleos. Este é um fenómeno que pode explicar alguma da massa escondida, mas a equipa concluiu que tem que haver algo mais. E matéria escura? Os enxames globulares são normalmente considerados praticamente desprovidos desta substância misteriosa mas, talvez devido a alguma razão desconhecida, alguns enxames tenham retido uma quantidade significativa de nodos de matéria escura no seu interior. Este aspecto poderá explicar as observações, no entanto não se enquadra nas teorias convencionais.

Thomas Puzia, co-autor do trabalho, acrescenta: ”A nossa descoberta de enxames estelares com massas invulgarmente elevadas para o número de estrelas que contêm sugere a existência de várias famílias de enxames globulares, com diferentes histórias de formação. Aparentemente alguns enxames estelares parecem ser bastante vulgares, mas na realidade podem ter muito mais, literalmente, do que o que efectivamente observamos.”

Estes objetos permanecem um mistério. A equipa está também a trabalhar num rastreio maior de outros enxames globulares noutras galáxias e existem algumas pistas intrigantes de que tais enxames escuros se encontram também noutros lugares.

Matt Taylor sumariza a situação: “Encontrámos uma nova e misteriosa classe de enxames estelares! Isto mostra o quanto ainda temos a aprender sobre todos os aspectos da formação de enxames globulares. Trata-se de um resultado importante e o próximo passo consiste em descobrir mais exemplos destes enxames escuros em torno de outras galáxias.”

Notas

[1] Até agora os astrónomos tinham estudado enxames estelares com este nível de detalhe apenas no Grupo Local. As distâncias relativamente pequenas envolvidas tornavam as medições diretas de massa algo possível. Ao estudar a NGC 5128, uma galáxia elíptica massiva e isolada, situada logo no exterior do Grupo Local a cerca de 12 milhões de anos-luz de distância, os astrónomos puderam estimar as massas dos enxames globulares num ambiente completamente diferente, levando o VLT/FLAMES até aos seus limites.

[2] As observações FLAMES dão informação acerca dos movimentos das estrelas nos enxames. Esta informação orbital depende da força do campo gravitacional e por isso pode ser usada para deduzir a massa do enxame - os astrónomos chamam a tais estimativas massas dinâmicas. O poder colector do espelho de 8,2 metros dum dos Telescópios Principais do VLT combinado com a capacidade do FLAMES em observar mais de 100 enxames em simultâneo, foi a chave para colectar os dados necessários a este estudo.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “Observational evidence for a dark side to NGC 5128’s globular cluster system”, de M. Taylor et al., que será publicado na revista da especialidade Astrophysical Journal.

A equipa é composta por Matthew A. Taylor (Pontificia Universidad Catolica de Chile, Santiago, Chile; ESO, Santiago, Chile), Thomas H. Puzia (Pontificia Universidad Catolica de Chile), Matias Gomez (Universidad Andres Bello, Santiago, Chile) e Kristin A. Woodley (University of California, Santa Cruz, California, EUA).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 16 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, assim como pelo Chile, o país de acolhimento. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é um parceiro principal no ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o European Extremely Large Telescope (E-ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

Links

• Artigo científico
  
• Imagens do VLT

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1519, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.