A Via La¡ctea écercada por dezenas de gala¡xias ana£s que são consideradas rela­quias das primeiras gala¡xias do universo. Entre os mais primitivos desses fa³sseis gala¡cticos estãoTucana II - uma gala¡xia anãultrafaca que estãoa cerca de 50 kiloparsecs, ou 163.000 anos-luz, da Terra.

Agora, os astrofisicos do MIT detectaram estrelas na borda de Tucana II, em uma configuração que estãosurpreendentemente longe de seu centro, mas mesmo assim apanhada na atração gravitacional da minaºscula gala¡xia. Esta éa primeira evidência de que Tucana II hospeda um halo de matéria escura estendido - uma regia£o de matéria gravitacionalmente ligada que os pesquisadores calcularam ser três a cinco vezes mais massiva do que os cientistas haviam estimado. Esta descoberta de estrelas longa­nquas em uma gala¡xia anãantiga implica que as primeiras gala¡xias do universo também eram provavelmente estendidas e mais massivas do que se pensava anteriormente.

“Tucana II tem muito mais massa do que pensa¡vamos, para ligar essas estrelas que estãotão distantes”, diz o estudante de pós-graduação do MIT Anirudh Chiti. "Isso significa que outras primeiras gala¡xias rela­quias provavelmente também tem esses tipos de halos estendidos."

Os pesquisadores também determinaram que as estrelas nos arredores de Tucana II são mais primitivas do que as estrelas no centro da gala¡xia. Esta éa primeira evidência de tal desequila­brio estelar em uma gala¡xia anãultra fraca.

A configuração única sugere que a antiga gala¡xia pode ter sido o produto de uma das primeiras fusaµes no universo, entre duas gala¡xias infantes - uma ligeiramente menos primitiva que a outra.

"Podemos estar vendo a primeira assinatura do canibalismo gala¡ctico", diz Anna Frebel, Professora Associada de Fa­sica do Silverman Family Career Development no MIT. "Uma gala¡xia pode ter comido uma de suas vizinhas ligeiramente menores e mais primitivas, que então espalhou todas as suas estrelas para a periferia."

Frebel, Chiti e seus colegas publicaram seus resultados hoje na Nature Astronomy .

Tucana II éuma das gala¡xias ana£s mais primitivas conhecidas, com base no conteaºdo meta¡lico de suas estrelas. Estrelas com baixo teor de metal provavelmente se formaram muito cedo, quando o universo ainda não estava produzindo elementos pesados. No caso de Tucana II, os astrônomos identificaram previamente um punhado de estrelas ao redor do núcleo da gala¡xia com um conteaºdo de metal tão baixo que a gala¡xia foi considerada a mais quimicamente primitiva das gala¡xias ana£s ultrafacas conhecidas.

Chiti e Frebel se perguntaram se a antiga gala¡xia poderia abrigar outras estrelas ainda mais antigas, que poderiam lana§ar luz sobre a formação das primeiras gala¡xias do universo. Para testar essa ideia, eles obtiveram observações do Tucana II por meio do SkyMapper Telescope, um telesca³pio a³ptico baseado em terra na Austra¡lia que tem uma visão ampla do canãu ao sul.

A equipe usou um filtro de imagem no telesca³pio para localizar estrelas primitivas pobres em metais além do núcleo da gala¡xia. A equipe executou um algoritmo, desenvolvido pela Chiti, por meio dos dados filtrados para escolher estrelas com baixo teor de metal de forma eficiente, incluindo as estrelas previamente identificadas no centro e nove novas estrelas muito mais longe do núcleo gala¡ctico.

"A análise de Ani mostra uma conexão cinema¡tica, que essas estrelas distantes se movem em sincronia com as estrelas internas, como a águado banho descendo pelo ralo", acrescenta Frebel.

Os resultados sugerem que Tucana II deve ter um halo de matéria escura estendido que étrês a cinco vezes mais massivo do que se pensava anteriormente, a fim de manter um controle gravitacional sobre essas estrelas distantes. A matéria escura éum tipo hipotanãtico de matéria que se pensa constituir mais de 85 por cento do universo. Acredita-se que cada gala¡xia seja mantida unida por uma concentração local, ou halo, de matéria escura.

"Sem matéria escura, as gala¡xias simplesmente se separariam", Chiti. diz. "[A matéria escura] éum ingrediente crucial para fazer uma gala¡xia e mantaª-la unida."

Os resultados da equipe são a primeira evidência de que uma gala¡xia anãultra-taªnue pode abrigar um halo de matéria escura estendido.

"Isso provavelmente também significa que as primeiras gala¡xias se formaram em halos de matéria escura muito maiores do que se pensava", disse Frebel. "Na³s pensamos que as primeiras gala¡xias eram as menores e mais fracas gala¡xias. Mas na verdade elas podem ter sido várias vezes maiores do que pensa¡vamos, e não tão minaºsculas, afinal."

Chiti e Frebel seguiram seus resultados iniciais com observações de Tucana II feitas pelos Telescópios Magalha£es no Chile. Com Magellan, a equipe se concentrou nas estrelas pobres em metal da gala¡xia para derivar suas metalidades relativas, e descobriu que as estrelas externas eram três vezes mais pobres em metal e, portanto, mais primitivas do que as do centro.

"Esta éa primeira vez que vimos algo que parece uma diferença química entre as estrelas internas e externas em uma gala¡xia antiga", disse Chiti.

Uma explicação prova¡vel para o desequila­brio pode ser uma fusão gala¡ctica precoce, na qual uma pequena gala¡xia - possivelmente entre a primeira geração de gala¡xias a se formar no universo - engoliu outra gala¡xia próxima. Este canibalismo gala¡ctico ocorre constantemente em todo o universo hoje, mas não estava claro se as primeiras gala¡xias se fundiram de maneira semelhante.

"O Tucana II acabara¡ sendo comido pela Via La¡ctea, sem piedade", diz Frebel. "E acontece que esta antiga gala¡xia pode ter sua própria história canibal."

A equipe planeja usar sua abordagem para observar outras gala¡xias ana£s ultra-apagadas ao redor da Via La¡ctea, na esperana§a de descobrir estrelas ainda mais antigas e mais distantes.

"Provavelmente existem muitos mais sistemas, talvez todos eles, que tem essas estrelas piscando em seus arredores", disse Frebel.