Océanos de materia oscura son hallados en dos de las galaxias más antiguas observadas

Dos galaxias titánicas habitaron el universo primitivo solo unos pocos cientos de millones de años después del Big Bang, como se ve en esta ilustración. La más grande de las dos, a la derecha, es la más masiva jamás vista desde que el universo era joven (NRAO / AUI / NSF; D. Berry).

Un recientemente descubierto par de galaxias cuya formación data de las etapas tempranas del universo es tan masivo que casi rompe la comprensión actual de cómo evolucionó el cosmos, de acuerdo con una investigación publicada en la revista Nature.

La más grande de la pareja es la galaxia más gigantesca jamás vista habitando el universo durante los primeros mil millones de años después del Big Bang: contiene alrededor de 273 mil millones de soles en gas y polvo, según estiman los investigadores. Su compañera, por su parte, comprende tan solo aproximadamente 40 mil millones de masas solares de gas y polvo.

Sus fuentes de luz fueron detectadas por el Telescopio del Polo Sur en la Antártida. Una de las fuentes investigadas está mucho más alejada de la Tierra que las demás. La luz de esa fuente tomó alrededor de 13 mil millones de años para llegar a la Tierra, lo que implica que la fuente aparece como lo hizo cuando el universo era joven. Pero los científicos no estaban seguros acerca de su masa y brillo distantes, pues la fuerte gravedad de las galaxias en medio actúa como una lupa, doblando el camino de la luz entrante y magnificando la fuente.

Con base en el modelado de la galaxia en primer plano y las observaciones realizadas por Atacama Large Millimeter / submillimeter Array en Chile, los investigadores calcularon que la misteriosa fuente de luz solo se magnifica ligeramente y, por lo tanto, es grande. Muy grande.

"Cualquiera de estas galaxias por sí sola sería extrema, y ​​aquí tienes a dos de ellas juntas", comenta el coautor del estudio Chris Hayward, científico investigador asociado del Centro de Astrofísica Computacional del Instituto Flatiron en la ciudad de Nueva York.

Estos colosos cósmicos, al estar tan cerca uno del otro, y en base a la cantidad de gas en las dos galaxias y la proporción típica de materia oscura ordinaria en otras galaxias, sugieren la presencia de un halo envolvente de materia oscura con más de 1 billón de veces la masa del Sol. Tales estructuras comenzaron como pequeñas variaciones en la densidad del cosmos durante la expansión posterior al Big Bang. La gravedad causó que las regiones relativamente densas atraigan y acumulen más y más material a lo largo del tiempo, acumulando acumulaciones cada vez mayores de materia común y oscura.

La gran cantidad de materia reunida alrededor de las dos galaxias recién descubiertas casi amenaza con destruir la comprensión actual de la formación del universo. Usando el modelo prevaleciente de cómo comenzó y evolucionó el Universo, los científicos pueden estimar cuán grandes podrían ser las estructuras de este tipo en cualquier etapa de la evolución del universo. Sus cálculos demostraron que en el momento en que estas galaxias existían y se observan, menos de 800 millones de años después del Big Bang, las galaxias y su halo de materia oscura se encontraban entre las estructuras más masivas que el modelo actual toleraría. Una estructura igualmente extrema en el universo actual contendría 10.000 billones de soles en material.

"Esto realmente está empujando los límites de lo masivo que puede ser un halo de materia oscura en este momento en el universo", dice Hayward. "Este es uno de los grupos más raros y más extremos de materia oscura en el universo".

Un estudio adicional de la luz entrante reveló que la fuente es la fusión de dos galaxias colosales.

Las galaxias fusionadas servirán ahora como banco de pruebas para que los astrónomos estudien cómo evolucionaron las galaxias masivas formadoras de estrellas durante las primeras etapas del universo.

Hans Huerto

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