Assimetria misteriosa no Universo: galáxias satélites de Andrómeda desafiam a cosmologia

A Galáxia de Andrómeda é vizinha da nossa Via Láctea. Cientistas descobriram agora que as galáxias anãs de Andrómeda estão organizadas de uma forma muito incomum, levantando questões fundamentais sobre o nosso Universo.

Agora, um estudo recente do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP), publicado na revista Nature Astronomy, mostra que mais de 80% dos satélites conhecidos de Andrómeda estão concentrados num lado da galáxia. O fenómeno contradiz a teoria cosmológica estabelecida.

Modelo Padrão versus Descoberta

O modelo cosmológico padrão assume que grandes galáxias, como Andrómeda ou a Via Láctea, se formam a partir de predecessoras menores ao longo de biliões de anos. Estas galáxias menores, chamadas galáxias anãs, geralmente permanecem como satélites e, dependendo do modelo, são distribuídas aleatoriamente numa região esférica em redor da galáxia principal.

Mas no caso de Andrómeda, 36 das 37 galáxias satélites estão localizadas dentro de um espaço em forma de cone com um ângulo de abertura de 107 graus. Isto representa menos de dois terços do espaço em redor. O que chama a atenção é que o cone aponta diretamente para a Via Láctea.

Cientistas liderados pelo autor principal Kosuke Jamie Kanehisa, um estudante de doutoramento no AIP, analisaram simulações extensas para descobrir o quão incomum este padrão é. “Esta assimetria persistiu e tornou-se ainda mais pronunciada à medida que galáxias mais fracas eram descobertas e as suas distâncias refinadas”, explica Kanehisa.

A assimetria incomum de Andrómeda

A comparação com duas simulações cosmológicas em larga escala mostrou que tal assimetria pronunciada ocorre em apenas 0,3% dos sistemas comparáveis. "As nossas análises mostram que este padrão é extremamente raro nas simulações cosmológicas atuais", diz Kanehisa.

Utilizando duas simulações bem conhecidas, procuramos galáxias hospedeiras semelhantes a Andrómeda e analisamos a distribuição espacial dos seus satélites anões usando métricas especiais para quantificar a assimetria. Comparar a configuração observada de Andrómeda com esses modelos simulados revelou que a distribuição do satélite é extraordinariamente incomum - Dr. Marcel S. Pawlowski, coautor do estudo.

A equipa teria de examinar mais de 300 sistemas simulados para encontrar um único que exibisse uma assimetria igualmente pronunciada. Andrómeda é, portanto, um caso cósmico atípico; o sistema contradiz o conhecimento anterior sobre a formação de galáxias.

Outras anomalias

Além disso, metade das galáxias satélites movem-se dentro de uma estrutura plana e rotativa em redor de Andrómeda, comparável às órbitas planetárias em redor de uma estrela. Estes chamados “planos de satélite” também são difíceis de explicar até agora.

No entanto, os investigadores admitem que os resultados dependem muito do desempenho das simulações utilizadas. Entretanto, a sua precisão é limitada pelo conhecimento atual da física estelar e da evolução galáctica. Novas tecnologias e estudos mais profundos do céu devem ajudar a classificar melhor o fenómeno.

Agora, a equipa quer descobrir se Andrómeda é realmente um caso isolado. Para esse fim, os investigadores estão atualmente a estudar outros sistemas de galáxias com dados observacionais comparáveis. Programas como a missão Euclid da Agência Espacial Europeia (ESA) também investigarão estruturas mais distantes no futuro.

A história evolutiva de Andrómeda também pode fornecer pistas sobre se tais assimetrias ainda podem ser explicadas dentro do modelo cosmológico ou se uma reformulação fundamental da nossa compreensão da matéria escura e da formação de galáxias é necessária.

Referência da notícia

Andromeda’s asymmetric satellite system as a challenge to cold dark matter cosmology. 11 de abril, 2025. Kanehisa, et al.