En una galaxia de materia oscura muy, muy lejana


Se cree que las galaxias como nuestra Vía Láctea se forman tras miles de millones de años de uniones con muchas galaxias más pequeñas. Como resultado, se espera que haya muchas galaxias enanas esparcidas alrededor de la Vía Láctea. Sin embargo, se han observado muy pocas de estas galaxias diminutas, lo que ha llevado a los astrónomos a la conclusión de que muchas de ellos deben poseer muy pocas estrellas y se pueden estar hechas casi exclusivamente de materia oscura.

En un descubrimiento anunciado el 18 de enero, un equipo de investigadores incluyendo un post-doctorado del MIT, ha encontrado una galaxia enana oscura a alrededor de 10 millones de años-luz de la Tierra. Se trata de la segunda galaxia de su tipo observada fuera de nuestra región local del universo, y por lejos se halla muy lejos.

La galaxia enana recientemente descubierta es un satélite, lo que significa que se aferra a los bordes de una galaxia más grande. “Por varias razones, no logró formar muchas estrellas, y por lo tanto, se quedó oscura”, dice Simona Vegetti, miembro del Departamento de Física del MIT y autora principal de un documento sobre el trabajo que aparece en la edición digital de Nature.

Los científicos teorizan sobre la existencia de materia oscura para explicar las observaciones que sugieren que hay mucha más masa en el universo de la que se puede ver. Se cree que la materia oscura es un 25 por ciento del universo. Sin embargo, debido a que las partículas que componen la materia oscura no absorben ni emiten luz,  hasta ahora no se ha demostrado ni detectado.

Los modelos por ordenador sugieren que la Vía Láctea debería tener aproximadamente 10000 galaxias satélite, pero sólo se han observado 30. “Puede ser que muchas de las galaxias satélite estén hechas de materia oscura, haciéndolas esquivas a la detección, o puede que no estemos en lo cierto sobre la forma en que pensamos que se forman las galaxias”, dice Vegetti.

En el nuevo estudio, Vegetti trabajó junto con su antiguo supervisor, el Profesor Leon Koopmans de la Universidad de Groningen en los Países Bajos; David Lagalutta y el Profesor Christopher Fassnacht de la Universidad de California en Davis; Matthew Auger de la Universidad de California en Santa Barbara; y John McKean del Instituto de Radioastronomía de los Países Bajos.

El equipo se centró en galaxias más lejanas para buscar las del tipo satélites oscuras, usando un método conocido como lente gravitatoria. Para usar esta técnica, los investigadores usaron dos galaxias alineadas, vistas desde la Tierra. La galaxia más lejana emite rayos de luz que son desviados por la galaxia más cercana (que actúa como una lente). Analizando los patrones de rayos de luz desviados por la galaxia lente que está en primer plano, los investigadores pueden determinar si hay alguna galaxia satélite agrupada a su alrededor, y medir lo masiva que es.

“Es realmente emocionante que no sólo tengamos un método a mano para poner a prueba las predicciones del modelo de materia oscura fría, sino además hacer un descubrimiento de una satélite oscura de masa baja, cientos de veces más lejana en comparación con nuestro grupo de galaxias locales”, señala Koopmans.

Los investigadores usaron el Telescopio Keck-II en Hawái para hacer sus observaciones, aprovechando una parte especial del equipo óptico que proporciona imágenes de alta definición del cielo. Planean usar el mismo método para buscar más galaxias satélite en otras regiones del universo, lo que creen que podrían ayudar a corroborar o desafiar las predicciones de cómo se comporta la materia oscura.

“Ahora tenemos una satélite oscura, pero supongamos que no encontramos las suficientes; entonces tendremos que cambiar las propiedades de la materia oscura”, dice Vegetti. “O puede que encontremos tantas satélites como vemos en las simulaciones, y eso nos dirá que la materia oscura tiene las propiedades que creemos que tiene”.

Por ejemplo, debido a que la temperatura determina la masa y el número de satélites que se forman, puede ser necesario ajustar la estimación actual de temperatura para la materia oscura si el número de satélites oscuras encontrado es menor del supuesto.

“La existencia de esta galaxia oscura de masa baja está justo en el límite de lo esperado si el universo estuviese compuesto de materia oscura que tuviera una temperatura fría. Sin embargo, será necesario encontrar satélites oscuras para confirmar esta conclusión”, dice Vegetti.

Andrey Kravtsov, profesor asociado de astronomía y astrofísica, dice que el nuevo estudio es una “contribución muy valiosa” a las pruebas actuales para la predicción de que deberían encontrarse pequeños cúmulos de materia oscura dispersos alrededor de los bordes de galaxias mayores. “Las incertidumbres son grandes, pero hasta el momento, la abundancia de tales cúmulos está de acuerdo con las expectativas de los modelos de formación de estructuras que se basan en el escenario de materia oscura fría”, dice Kravtsov, quien no estuvo implicado en la investigación.

Autor: Anne Trafton

Enlace original: Astronomers find a dark matter galaxy, far, far away

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