A Via Láctea está sendo deformada? Matéria escura pode ser o motivo!

A estrutura da Via Láctea é extremamente complicada de mapear. Isso porque estamos dentro do disco galáctico e isso dificulta a visualização em três dimensões. Hoje, sabemos que o disco aparenta ter uma distorção e o grande motivo por trás pode ser uma bolha de matéria escura deformando o disco.

Via Láctea possui distorções em seu disco
Via Láctea possui distorções em seu disco que pode ser causado pela matéria escura. Crédito: J. Skowron / University of Warsaw

Estudar a nossa própria Galáxia é uma tarefa complicada devido às nossas limitações visuais. Como estamos dentro do disco galáctico, é um desafio conseguir observar a Via Láctea em três dimensões e dessa forma conseguir mapear a estrutura dela.

Graças a observatórios em diferentes comprimentos de onda, hoje conseguimos ter uma ideia de como é a estrutura da Galáxia. E sabemos que o disco é distorcido como se fosse uma onda mas saber o motivo ainda permanecia um mistério.

Pesquisadores de Harvard publicaram um artigo na Nature sugerindo que a distorção pode ser causada por uma bolha de matéria escura que está desalinhada. Essa é uma direção para compreender a evolução da Via Láctea até hoje.

Via Láctea

Nossa Galáxia é uma galáxia espiral, ou seja, ela possui braços espirais. Além dos braços no disco galáctico, outras componentes são o bojo e o halo em torno da galáxia. Essas componentes são bem conhecidas mas entendê-las a fundo ainda é um desafio.

As componentes da Via Láctea
As componentes da Via Láctea vistas de cima e de perfil. Crédito: NASA/JPL-Caltech / ESA

No centro, está localizado o buraco negro supermassivo Sagittarius A* que foi fotografado pela colaboração EHT e publicado em 2022. Além disso, sabemos que um halo - um globo ao redor da galáxia - de matéria escura também está presente.

Halo de matéria escura

Uma das principais formas de sabermos da existência de matéria escura é através da dinâmica de estrelas em galáxias. Sem matéria escura, era esperado que a velocidade orbital das estrelas diminuísse quanto mais distante do centro.

Ao calcular a velocidade e dispersão das estrelas, observamos que elas mantém uma velocidade constante em função do raio significando que há uma matéria “invisível” ali.

Com a Via Láctea, não é diferente. As observações concordam que há uma componente de matéria escura na nossa Galáxia. Hoje, matéria escura é uma componente essencial quando falamos de definição de galáxia.

Halo de estrelas

Além do halo de matéria escura, também conseguimos observar uma região em forma de globo que possui estrelas e gás. Esse globo engloba toda a Galáxia e tem características próprias. As estrelas do halo são mais velhas e possuem órbitas irregulares.

Em novembro de 2022, usando dados do telescópio Gaia, encontraram que o halo de estrelas parece estar desalinhado com o plano galáctico, além de não ser uma esfera perfeita. Com os mesmos dados, encontraram que o disco galáctico está distorcido.

Disco galáctico está torto!

Os dados do Gaia já haviam mostrado em 2020 que o disco da Via Láctea é torto e tem flares. Podemos imaginar os flares como desvios rápidos no brilho, como pequenas explosões. A ideia geral era que interações com galáxias anãs causavam esse efeito.

Via Láctea é distorcida como uma onda
Via Láctea é distorcida como se fosse uma onda, isso foi encontrado através dos dados do Gaia. Crédito: J. Skowron / University of Warsaw

Porém, apenas as interações das galáxias não eram o suficiente para explicar o grau de distorção do disco com os flares. Por isso, o grupo de Harvard decidiu investigar a ideia que o halo de matéria escura pudesse ter a ver com o processo.

Simulações podem ajudar

Usando a hipótese que o halo de matéria escura estava desalinhado da mesma forma que o halo de estrelas, o grupo fez simulações computacionais para explicar a estrutura da Via Láctea. Ao considerar o halo de matéria escura desalinhado, a simulação batia com resultados observacionais.

As simulações conseguiam explicar ao mesmo tempo a distorção do disco assim como os flares, o que as hipóteses anteriores não explicavam em sua totalidade.

A ideia é que uma colisão entre galáxias no passado da Via Láctea causou esse desalinhamento nos halos. Esse desalinhamento foi essencial para a distorção do disco galáctico conforme a evolução da Galáxia.

Colisões ainda podem ser importantes!

O grupo justifica que colisões ainda podem ser importantes no processo e não é possível ainda descartar. Porém, é interessante considerar que a matéria escura também tem um papel importante na evolução.