Estrelas revelam o mapa oculto da matéria escura na Via Láctea

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Uma equipe de astrônomos liderada por Haozhu Fu, da Universidade de Pequim, realizou uma ampla procura por estrelas hipervelozes usando uma classe peculiar de astros, as RR Lyrae, para investigar o potencial gravitacional e a distribuição de material — inclusive material escura — no halo da Via Láctea.

O grupo identificou “fugitivas” cósmicas que podem ter sido lançadas para fora de seus sistemas, permitindo reconstruir trajetórias e testar uma vez que a seriedade molda nossa galáxia, segundo informações do portal phys.org.

Estrelas hipervelozes e material escura: o que saber

• Estrelas hipervelozes viajam tão rápido que podem evadir da seriedade da Via Láctea, tornando-se sondas naturais do halo galáctico.
• Os pesquisadores focaram em estrelas RR Lyrae, cuja pulsação previsível permite prezar distâncias com precisão.
• A estudo encontrou dezenas de candidatas confiáveis, reunidas em dois grupos: próximo ao núcleo da galáxia e nas Nuvens de Magalhães.
• O mecanismo de Hills, ligado ao buraco preto supermassivo medial, é uma explicação provável para as ejeções a altíssima velocidade.
• Novos dados do satélite Gaia e espectroscopia devem refinar as origens e trajetórias desses objetos raros.

RR Lyrae, Gaia e o rastro das “fugitivas” cósmicas

Para entender por que essas estrelas são tão valiosas, vale lembrar o noção de velocidade de escape: é a rapidez necessária para que um objeto deixe um corpo celestino e não volte mais, sem impulso suplementar.

Em nossa galáxia, há estrelas que superam esse limite. Elas são chamadas de hipervelozes e, ao cruzarem o espaço, carregam pistas do “campo de força” da Via Láctea e do que se esconde em seu halo, onde a material escura domina.

Uma origem provável para essas velocidades extremas está no núcleo galáctico. Ali, o buraco preto supermassivo Sagitário A* pode atuar uma vez que uma catapulta gravitacional.

Pelo mecanismo proposto por Jack Hills, se um par de estrelas passa perto demais do buraco preto, uma pode ser capturada enquanto a outra é arremessada para fora a velocidades gigantescas. Em 2019, um fenômeno desses foi observado deixando o núcleo da Via Láctea a uma fração notável da velocidade da luz, um exemplo marcante desse processo.

Metodologia e critérios de seleção

No novo trabalho, os cientistas começaram pelas RR Lyrae, estrelas antigas e pulsantes, comuns no disco grosso, no halo e em aglomerados. O grande trunfo delas está na regularidade: a relação entre período de pulsação, cintilação integral e elaboração química permite calcular distâncias de forma confiável. Com isso, é verosímil reconstruir trajetórias em 3D.

Os autores analisaram catálogos robustos — com milhares a centenas de milhares de RR Lyrae — e aplicaram filtros rigorosos. Para reduzir incertezas, priorizaram medidas espectroscópicas de velocidade radial e curvas de luz muito caracterizadas.

O conjunto inicial foi encolhendo até chegar a um grupo seco de candidatas com velocidades compatíveis com o status de hipervelozes. Ao final, 87 estrelas se destacaram uma vez que as mais consistentes, com uma fração delas exibindo velocidades tangenciais muito altas.

Essas estrelas se distribuíram em dois aglomerados principais: um desempenado com a direção do núcleo da Via Láctea e outro próximo às Nuvens de Magalhães, duas galáxias anãs vizinhas. Esse padrão geográfico reforça a hipótese de ejeções tanto a partir do núcleo galáctico, via mecanismo de Hills, quanto de sistemas hospedeiros nas próprias Nuvens, que podem ter “lançado” estrelas rumo ao espaço intergaláctico.

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Mapeamento do halo e implicações

Traçar o caminho dessas fugitivas funciona uma vez que um teste de estresse do planta gravitacional da galáxia. Se conhecemos de onde vieram e para onde vão, podemos ajustar o “relevo” invisível da Via Láctea e, com isso, inferir a distribuição de material escura no halo.

Para além da curiosidade, há implicações práticas. Compreender uma vez que o halo é estruturado ajuda a testar teorias sobre a formação e evolução de galáxias, indica uma vez que a material escura se organiza e melhora modelos que descrevem o envolvente gravitacional em que o Sistema Solar está imerso. É uma vez que substituir um esboço por um planta de subida solução: cada estrela hiperveloz adiciona uma novidade risca a esse ilustração, aproximando-nos de respostas sobre um dos maiores enigmas da física moderna.