Una extraña galaxia casi sin materia oscura desconcierta a los astrónomos

P. van Dokkum/R. Abraham/STScI, Space Telescope Science Institute

Un equipo de astrónomos ha realizado un descubrimiento extraordinario y desconcertante: la primera observación de una galaxia con casi nada de materia oscura. Los resultados del estudio han sido publicados en la revista Nature.

Este hallazgo es importante porque, aunque todavía no sabemos qué es exactamente la materia oscura, ésta es la explicación más elegante para algunas de las dinámicas observadas en las galaxias.

De acuerdo a los modelos actuales, la mayoría de las galaxias tienen más materia oscura que materia regular. Por eso esta galaxia libre de materia oscura es doblemente desconcertante. Y de acuerdo con el pensamiento actual sobre la evolución galáctica, la materia oscura no es solo un componente, sino incluso un requisito para que las galaxias nazcan en primer lugar.

La peculiar galaxia

La galaxia, llamada NGC1052-DF2, está a unos 65 millones de años luz de distancia en la constelación de Cetus. Tiene aproximadamente el mismo tamaño físico que la Vía Láctea, pero solo tiene una estrella por cada 200 en nuestra galaxia. Es tan poco densa que se puede ver las galaxias detrás de ella en la fotografía que tomó el Hubble.

Debido a esta falta de estrellas y debido a la falta de materia oscura, NGC1052-DF2 tiene una masa muy baja. Su masa simplemente coincide con la cantidad de materia bariónica (la materia “normal”) observada dentro de ella. En comparación, todas las demás galaxias observadas tienen una masa que no puede ser contabilizada solo por la materia ordinaria dentro de ellas.

"Encontrar una galaxia sin materia oscura es inesperado porque esta sustancia invisible y misteriosa es el aspecto más dominante de cualquier galaxia", dijo el autor principal, Pieter van Dokkum, de la Universidad de Yale. "Durante décadas, pensamos que las galaxias comienzan su vida como gotas de materia oscura. Después de eso, todo sucede: el gas cae en los halos de materia oscura, el gas se convierte en estrellas, [las que] se acumulan lentamente, y luego se llega a galaxias como la Vía Láctea. NGC1052-DF2 desafía las ideas estándar sobre cómo creemos que se forman las galaxias", añadió.

Ayuda a demostrar que la materia oscura existe realmente

Además, el descubrimiento tiene enormes implicancias en el estudio de la materia oscura. Porque al no tener nada de esta extraña materia, pero si tener estrellas,  NCG1052-DF2 ayuda a demostrar que la materia oscura realmente existe en otras galaxias y está separada de la materia bariónica.

Van Dokkum y su equipo detectaron por primera vez la galaxia utilizando el Dragonfly Telescope Array, que había sido diseñado especialmente por el equipo para obtener imágenes de objetos muy débiles. Siguieron con varios telescopios diferentes para mirar dentro de la galaxia, clasificada como una galaxia ultradifusa debido a su gran tamaño y opacidad.

El equipo encontró una población inusualmente grande de cúmulos globulares, en forma de globo de típicamente entre 100,000 y 1 millón de estrellas. También descubrieron que estos se movían mucho más lentamente de lo esperado en órbita alrededor del núcleo de la galaxia.

Cuanto mayor es la masa de una galaxia, más rápido se mueven los objetos dentro de ella, por lo que fueron capaces de utilizar esta información para calcular la masa de NGC1052-DF2. La falta de materia oscura hace que sea completamente diferente a cualquier otra galaxia observada hasta la fecha.

"Es como si tomaras una galaxia y solo tienes el halo estelar y los cúmulos globulares, y de alguna manera se olvidara de hacer todo lo demás", dijo van Dokkum. "No hay ninguna teoría que prediga estos tipos de galaxias. La galaxia es un completo misterio, ya que todo es extraño. Cómo se forma una de estas cosas es completamente desconocido".

Posible explicación

Aun así, los científicos ensayaron una posible explicación. NGC1052-DF2 está en un cúmulo de galaxias dominado por una enorme galaxia elíptica llamada NGC 1052. Esto podría haber jugado un papel en la formación de la galaxia. Y según el estudio, la galaxia más pequeña podría haberse formado a partir del gas que se estaba colapsando hacia una NGC 1052 en pleno proceso de formación, pero que se fragmentó antes de llegar allí.

También es posible que se haya creado a partir del gas que se eyectó cuando se fusionaron otras dos galaxias. O que un evento tremendo y catastrófico eliminó todo el gas y la materia oscura de NGC1052-DF2.

En todo caso, ninguna de estas hipótesis especulativas puede explicar todas las peculiaridades de la galaxia. Entonces, el equipo usa Dragonfly para buscar más galaxias como NGC1052-DF2, con la esperanza de poder comenzar a armar una imagen estadística. "Cada galaxia que conocíamos antes tiene materia oscura, y todas caen en categorías familiares como galaxias espirales o elípticas", dijo van Dokkum. "¿Pero qué obtendrías si no hubiera materia oscura? Tal vez esto es lo que obtendrías", finalizó.

NGC1052-DF2 no es la única galaxia peculiar que los astrónomos han descubierto en los últimos meses. Hace solo dos semanas, científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias informaron haber encontrado una galaxia que casi no había evolucionado desde los inicios del universo.

 

Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma

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