A galáxia satélite Cratera II (ou Cratera 2) da Via Láctea está localizada a aproximadamente 380.000 anos-luz de distância da Terra, na constelação da Cratera. Esta galáxia é extremamente fria e excepcionalmente difusa, e tem baixo brilho superficial. De acordo com uma nova pesquisa, a Cratera II existe graças a uma matéria escura autointeragente.
Posições da Cratera II e de outros satélites da Via Láctea com distâncias heliocêntricas entre 100.000 e 400.000 parsecs. Crédito da imagem: Torrealba e outros., doi: 10.1093/mnras/stw733.
“Desde a sua descoberta em 2016, houve muitas tentativas de reproduzir as propriedades incomuns da Cratera II, mas isso se mostrou muito desafiador”, disse o professor Hai-Bo Yu, da Universidade da Califórnia, em Riverside.
A matéria escura representa 85% da matéria do Universo e pode formar uma estrutura esférica sob a influência da gravidade chamada halo de matéria escura.
Invisível, o halo permeia e envolve uma galáxia como a Cratera II. O fato da Cratera II ser extremamente fria indica que seu halo tem baixa densidade.
“A cratera II evoluiu no campo de marés da Via Láctea e experimentou interações de maré com a galáxia hospedeira, semelhante à forma como os oceanos da Terra experimentam forças de maré devido à gravidade da Lua”, disse o professor Yu.
“Em teoria, as interações das marés podem reduzir a densidade do halo de matéria escura.”
No entanto, as últimas medições da órbita da Cratera II em torno da Via Láctea sugerem que a força das interações das marés é demasiado fraca para diminuir a densidade da matéria escura da galáxia satélite para ser consistente com as suas medições – se a matéria escura for feita de partículas frias e sem colisão , como esperado da teoria predominante da matéria escura fria (MDL).
“Outro enigma é como a Cratera II poderia ter um tamanho grande, já que as interações das marés reduziriam o tamanho quando a galáxia satélite evoluísse no campo de marés da Via Láctea”, disse o professor Yu.
O professor Yu e os seus colegas invocam uma teoria diferente para explicar as propriedades e origem da Cratera II.
Chamada de matéria escura autointeragente (SIDM), ela pode explicar de forma convincente diversas distribuições de matéria escura.
Propõe que as partículas de matéria escura interajam através de uma força escura, colidindo fortemente umas com as outras perto do centro de uma galáxia.
“Nosso trabalho mostra que o SIDM pode explicar as propriedades incomuns da Cratera II”, disse o professor Yu.
“O mecanismo principal é que as autointerações da matéria escura termalizam o halo da Cratera II e produzem um núcleo de densidade rasa, ou seja, a densidade da matéria escura é achatada em raios pequenos.”
“Em contraste, num halo CDM, a densidade aumentaria acentuadamente em direção ao centro da galáxia.”
“No SIDM, uma força relativamente pequena de interações de marés, consistente com o que pode ser esperado das medições da órbita da Cratera II, é suficiente para diminuir a densidade de matéria escura da Cratera II, consistente com as observações.”
“É importante ressaltar que o tamanho da galáxia também se expande num halo SIDM, o que explica o grande tamanho da Cratera II.”
“As partículas de matéria escura estão apenas mais fracamente ligadas a um halo SIDM com núcleo do que a um halo ‘cúspide’ de CDM.”
“Nosso trabalho mostra que o SIDM é melhor que o MDL para explicar como a Crater II se originou.”
O estudar foi publicado no Cartas de diários astrofísicos.
_____
Xing Yu Zhang e outros. 2024. Interpretação autointeragente da matéria escura da cratera II. ApJL 968, L13; doi: 10.3847/2041-8213/ad50cd
Fonte: InfoMoney
