A cerca de 13 milhões de anos-luz de distância nas constelações Canes Venatici, há uma nuvem. O que estamos focando é Canes Venatici I, apenas uma pequena seção do Superaglomerado de Virgem e apenas avançando com a expansão do Universo. Nela, vemos uma galáxia que se destaca da multidão por um motivo muito bom ... tem muito pouca ou nenhuma matéria escura. É o nome? Messier 94.
Quando o muito talentoso Pierre Mechain descobriu esta galáxia em 22 de março de 1781, Charles Messier levou dois dias para confirmar sua observação e catalogá-la como objeto 94. Nas anotações de Messier: “Nebulosa sem estrela, acima do coração de Charles [alpha Canum Venaticorum], no paralelo da estrela no. 8, da sexta magnitude dos cães de caça [Canes Venatici], segundo Flamsteed: no centro é brilhante e a nebulosidade [é] um pouco difusa. Assemelha-se à nebulosa que fica abaixo de Lepus, nº 79; mas este é mais bonito e brilhante: M. Mechain descobriu este em 22 de março de 1781. (diam. 2,5 ′) ”.
Enquanto a maioria dos observadores e alguns guias de referência se referem ao M94 como uma galáxia espiral barrada (Sb), a característica notável de todos é uma estrutura de anel duplo - evidência de um núcleo galáctico da região da linha de emissão nuclear de baixa ionização (LINER). O núcleo interno é um anel de explosão estelar, onde muitas estrelas se formam rapidamente e passam por supernovas a uma velocidade espantosa. Essas explosões estelares também podem ser acompanhadas pela formação de jatos galácticos quando a matéria cai no buraco negro central, formando um padrão de ressonância. Diz Munoz-Tunon: “A protuberância e a barra interna conduzem o movimento do gás do disco, causando movimentos internos para fora do anel H II e para fora apenas dentro, acumulando material para acionar a formação de estrelas no anel. Na parte central, a barra conduz o gás em direção ao centro, o que explica a quantidade substancial de gás no núcleo, apesar da presença de uma explosão estelar de fósseis. Os movimentos peculiares relatados na literatura em referência ao gás ionizado do anel H II podem ser entendidos como gás infalente que encontra as ondas de choque geradas pelos nós de explosão estelar no anel H II e sendo elevado acima do disco da galáxia. O cenário de formação de estrelas que se propaga a partir do núcleo usado para explicar o movimento de expansão aparente do anel HI não é totalmente suportado, tendo em vista uma comparação da localização do anel HI com a do anel FUV. O anel FUV atinge um pico de cerca de 45 ″ -48 ″, o que pode apontar para um cenário de formação de estrelas com propagação interna. "
Mas, o ponto é discutível. De acordo com o trabalho de John Kormendy e Robert Kennicutt, é possível que o que estamos vendo seja simplesmente uma ilusão de explosão de estrelas causada pelo nosso ângulo de visão. “O universo está em transição. No início, a evolução galáctica era dominada por agrupamentos e fusões hierárquicos, processos violentos e rápidos. No futuro distante, a evolução será principalmente secular o rearranjo lento de energia e massa que resulta de interações que envolvem fenômenos coletivos, como barras, discos ovais, estrutura espiral e halos escuros triaxiais. Ambos os processos são importantes agora. Esta revisão discute a evolução secular interna, concentrando-se em uma conseqüência importante, o acúmulo de componentes centrais densos em galáxias de disco que se parecem com protuberâncias clássicas construídas por fusões, mas que foram feitas lentamente a partir de gás de disco. Chamamos isso de pseudobulge. ”
Independentemente do que causou a estrutura de anel duplo e as curvas de rotação em declínio - a resposta verdadeira ainda é ilusória. Curiosamente, foi o que foi proposto em 2008 que tornou o Messier 94 ainda mais misterioso ... a falta de matéria escura.
Então, por que a matéria escura "importa"? Isso é fácil. Conhecemos seus efeitos gravitacionais na matéria visível e, assim, podemos explicar as curvas planas de rotação das galáxias espirais, sem mencionar que a matéria escura tem um papel central na formação da estrutura e na evolução das galáxias. Devemos essas descobertas a Fritz Zwicky, que nos disse que uma alta proporção massa / luz indica a presença de matéria escura nas galáxias - assim como ele nos ensinou que a matéria escura também desempenha um papel nos aglomerados de galáxias. A linha de pensamento do Dr. Zwicky era radical para a época ... Mas ainda há espaço para o pensamento radical? Por que não?
De acordo com o trabalho de Joanna Jalocha, Lukasz Bratek e Marek Kutschera, estrelas luminosas comuns e gás são responsáveis por todo o material em M94 - sem espaço para matéria escura. “A comparação das funções de massa e leis de rotação no final da seção anterior ilustra o fato de que os modelos com distribuição achatada de massa são mais eficientes do que os modelos comumente usados assumindo halo esférico. Os primeiros são melhores na contabilização de altas velocidades rotacionais, bem como da estrutura de baixa escala das curvas de rotação e com uma quantidade notavelmente menor de matéria que os segundos (a relação entre rotação e distribuição de massa no modelo de disco é muito sensível para gradientes de um curva de rotação). O uso do modelo de disco é justificado para galáxias com curvas de rotação que violam a condição de esfericidade. Esta é uma condição necessária (embora não suficiente) para uma distribuição de massa esférica. A rotação da galáxia espiral NGC 4736 pode ser totalmente compreendida na estrutura da física newtoniana. Descobrimos uma distribuição de massa na galáxia que concorda perfeitamente com sua curva de rotação de alta resolução, concorda com a distribuição de luminosidade da banda I, fornecendo baixa relação massa / luz de 1,2 nesta banda na massa total de 3,43 × 1010M, e é consistente com a quantidade de HI observada nas partes remotas da galáxia, deixando pouco espaço (se houver) para a matéria escura. Notavelmente, alcançamos essa consistência sem invocar a hipótese de um halo maciço escuro nem usar gravidades modificadas.
Existe uma classe de galáxias espirais, semelhantes à NGC 4736, que não são dominadas pela distribuição de massa esférica em raios maiores. Mais importante, nesta região, as curvas de rotação devem ser reconstruídas com precisão, a fim de não superestimar a distribuição de massa. Para uma determinada curva de rotação, pode ser facilmente determinado se um halo esférico pode ou não ser permitido em grandes raios, examinando a função de massa Kepleriana correspondente à curva de rotação (o chamado teste de esfericidade). Usando informações complementares de distribuição de massa, independentemente da curva de rotação, superamos o problema de corte para o modelo de disco, que para uma dada curva de rotação não era possível encontrar uma distribuição de massa de forma única, pois dependia da extrapolação arbitrária da curva de rotação. . ”
Mais explicações? Em seguida, entre na MOND - Dinâmica Newtoniana Modificada, em que uma modificação da Segunda Lei da Dinâmica de Newton (F = ma) é usada para explicar o problema de rotação da galáxia. Simplesmente afirma que a aceleração não é linearmente proporcional à força em valores baixos. Mas vai funcionar aqui? Quem sabe? Jacob Bekenstein diz: “O paradigma de Milgrom da dinâmica newtoniana modificada (MOND) pode se orgulhar de várias previsões bem-sucedidas em relação à dinâmica galáctica; estes são feitos sem a suposição de que a matéria escura desempenha um papel significativo. MOND exige que a gravitação se afaste da teoria newtoniana no regime extragalático, onde as acelerações dinâmicas são pequenas. Até agora, as teorias de gravitação relativísticas propostas para sustentar o MOND colidiram com os testes pós-newtonianos de relatividade geral, ou falharam em fornecer lentes gravitacionais significativas ou violaram princípios consagrados, exibindo ondas escalares superluminais ou um campo vetorial {a priori} ”.
Então, da próxima vez que você estiver observando galáxias, dê uma olhada na galáxia "Olho de gato". Até um pequeno telescópio revelará seu núcleo brilhante e controverso e sua forma fina. E graças a excelentes astrofotógrafos como Roth Ritter, podemos ver muito mais ...
Nossos agradecimentos a Roth Ritter, da Northern Galactic, por compartilhar seu trabalho incrível!
