Galáxias anãs ultra fracas revelam pistas sobre o nascimento do universo

Um estudo publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society revela que as galáxias anãs ultra fracas orbitando a Via Láctea guardam informações valiosas sobre o universo primordial.

A pesquisa foi conduzida pelo Oskar Klein Center em Estocolmo, em colaboração com as universidades de Durham e do Havaí. A equipe utilizou simulações cosmológicas de alta resolução para compreender a formação e evolução dessas estruturas minúsculas.

A astrofísica Azadeh Fattahi, professora associada do Oskar Klein Center, lidera o projeto. Ela considera esse conjunto de simulações o maior e mais detalhado já realizado sobre galáxias anãs ultra fracas. Fattahi destaca que essas galáxias são até um milhão de vezes menos massivas que a Via Láctea e muito difíceis de modelar computacionalmente.

O pesquisador Shaun Brown, que liderou o estudo durante sua passagem pelo Oskar Klein Center e pela Universidade de Durham, descreve essas galáxias como fósseis cósmicos. Elas preservam sinais das fases iniciais do cosmos e revelam o clima do universo quando ele possuía menos de 500 milhões de anos de idade.

As simulações exploraram variações no nível de radiação Lyman-Werner no universo primitivo. Pequenas mudanças nesse nível determinam se uma galáxia anã forma estrelas ou permanece como um halo invisível de matéria escura. Enquanto galáxias maiores como a Via Láctea sofrem pouca influência, as anãs ultra fracas se mostram extremamente sensíveis às condições iniciais.

Os resultados abrem caminho para testes mais robustos de modelos sobre a física do universo jovem. A professora Fattahi antecipa que observações futuras do Observatório Vera C. Rubin identificarão muitas outras galáxias anãs ultra fracas nas proximidades da Via Láctea.

O esforço computacional foi monumental e consumiu mais de seis meses no supercomputador COSMA 8 do Instituto de Cosmologia Computacional da Universidade de Durham. A equipe gerou mais de 300 terabytes de dados e precisou aprimorar seus algoritmos para processar toda a complexidade.

As simulações fazem parte do projeto LYRA, dedicado a entender a formação das estruturas mais fracas do universo e sua relação com a matéria escura. O artigo completo, intitulado “LYRA ultra-faints: The emergence of faint dwarf galaxies in the presence of an early Lyman-Werner background”, foi publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Conforme detalhado pelo portal Phys.org, os pesquisadores planejam agora explorar o local das primeiras gerações de estrelas. A equipe também investiga como as galáxias anãs contribuem para desvendar a natureza da matéria escura, complementando as descobertas do Telescópio Espacial James Webb sobre galáxias massivas no universo distante.

Leia também: Pesquisadores revelam como subestruturas de matéria escura moldam galáxias anãs

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