As galáxias gostam de estar juntas e socializar, por vezes aos milhares. Nos enxames de galáxias há umas que dominam, mas o que as mantém juntas não se vê.
Artigo por Davi Barbosa1 , publicado no âmbito da colaboração entre o Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e a National Geographic Portugal.
É fácil ver uma galáxia, ou parte dela: as estrelas, mas também as nebulosas de gás e poeira da nossa galáxia, a Via Láctea, numa noite de céu limpo e num local escuro. Durante quase toda a história da Humanidade pensou-se que havia apenas uma galáxia: a nossa. Mas em Janeiro de 1926, o Universo multiplicou o seu tamanho, comparado ao que se sabia, quando Edwin Hubble, astrónomo norte-americano, revelou que haviam outras, para além da Via Láctea.
Estrelas, gás e poeira,… Era assim que então os astrónomos entendiam o que são as galáxias. Foram precisos menos de dez anos depois da descoberta de Hubble para se perceber que a receita não estava completa: há nas galáxias outro ingrediente.
A matéria escura ainda não se deixou decifrar – que espécie de partícula ou campo será ? – mas uma coisa é certa: é ela que faz as galáxias socializarem
Também nos EUA, mas de nacionalidade suíça, Fritz Zwicky dedicou-se em 1933 a estudar um grupo de galáxias na constelação da Cabeleira de Berenice. Mediu as velocidades individuais das galáxias, os seus movimentos, e ficou claro que elas estão ligadas numa dança de grupo.
O mais surpreendente foi descobrir que, às velocidades a que elas se deslocam, aquele convívio galáctico não poderia durar muito. As velocidades são tão elevadas que, para o conjunto se manter coeso, tem de existir muito mais matéria do que é possível contabilizar só pela observação da luz. Alguma espécie de “cola” mantém as galáxias juntas.
No início da década de 1970, Vera Rubin, astrónoma norte-americana, mediu as velocidades das estrelas em galáxias individuais e chegou a uma conclusão semelhante: em geral, há dez vezes mais matéria nas galáxias do que aquela que conseguimos ver. Hoje sabe-se que a matéria comum – de que são feitas as estrelas, os planetas, as montanhas e os nossos corpos – representa cerca de dez por cento da massa das galáxias, como se estima na nossa Via Láctea. As galáxias também são feitas – e são sobretudo feitas – de um outro tipo de matéria, a matéria escura.
Este nome foi dado por Zwicky e permaneceu, mas de facto é um tipo de matéria invisível, ainda desconhecida, que não emite, nem reflete, e não interage com a matéria comum nem com a luz senão através dos efeitos gravitacionais que exerce.
Créditos: ESO
Uma galáxia define-se por ser um sistema autónomo (para diferenciar dos aglomerados globulares que são parte e gravitacionalmente ligados a uma galáxia) de estrelas, gás, poeira e um halo essencialmente de matéria escura. Dependendo da sua história e do ambiente em que cresceu, as proporções destes ingredientes podem variar. Pode também ter uma contribuição significativa do seu buraco negro supermassivo e central, que se pensa existir no centro das galáxias, e que pode ter milhões ou milhares de milhões de vezes a massa do Sol.
Metrópoles cósmicas
A matéria escura ainda não se deixou decifrar – que espécie de partícula ou campo será ? – mas uma coisa é certa: é ela que faz as galáxias socializarem – nos grupos e enxames de galáxias. Paradoxalmente, as galáxias não são a componente principal dos enxames em termos de massa. De facto, são a sua componente residual. Estima-se que contribuem apenas com dois a três por cento para a massa total do enxame.
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- Davi Barbosa é doutorando em Astrofísica no Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (Ciências ULisboa). Estuda galáxias distantes, que nos permitem saber mais sobre essas “ilhas” de estrelas e gás do Universo. Para isso utiliza telescópios que observam nas frequências rádio (radiotelescópios). Também gosta de divulgar ciência, e tem um podcast, o GrandeMente.
