Un nuevo descubrimiento ha profundizado el misterio de las galaxias sin materia oscura. En una galaxia llamada AGC 114905, a 250 millones de a\u00f1os luz de distancia, los astr\u00f3nomos no pudieron encontrar ning\u00fan rastro de la materia misteriosa, incluso despu\u00e9s de 40 horas de observaci\u00f3n detallada y an\u00e1lisis posterior. El resultado, que se publicar\u00e1 en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y estar\u00e1 disponible en el servidor de preimpresi\u00f3n arXiv, refuerza el caso de las galaxias que carecen misteriosamente de materia oscura, aunque es vital para nuestros modelos de evoluci\u00f3n gal\u00e1ctica.<\/p>\n\n\n\n
“Esto es, por supuesto, lo que pensamos y esper\u00e1bamos porque confirma nuestras mediciones anteriores”, dijo el astr\u00f3nomo Pavel Mancera Pi\u00f1a de la Universidad de Groningen y ASTRON en los Pa\u00edses Bajos.<\/p>\n\n\n\n
“Pero ahora el problema sigue siendo que la teor\u00eda predice que debe haber materia oscura en AGC 114905, pero nuestras observaciones dicen que no la hay. De hecho, la diferencia entre la teor\u00eda y la observaci\u00f3n es cada vez mayor”.<\/p>\n\n\n\n
La materia oscura es uno de los grandes misterios del Universo. No sabemos qu\u00e9 es porque no podemos detectarlo directamente, pero sabemos que hay algo de masa que causa una variedad de efectos en el Universo que no se pueden explicar solo por la materia normal.<\/p>\n\n\n\n
Las estrellas, por ejemplo, orbitan sus galaxias con una velocidad superior a la que puede explicarse por el campo gravitacional de la materia normal. La forma en que el camino de la luz se dobla a medida que viaja a trav\u00e9s de campos gravitacionales masivos en el espacio intergal\u00e1ctico es otra.<\/p>\n\n\n\n
Los astr\u00f3nomos creen que la materia oscura ayuda a que se formen las galaxias. Hay una red de materia oscura invisible que se extiende por todo el Universo, y la gravedad que genera ayuda a que la materia normal se una en las galaxias. Y, seg\u00fan nuestros modelos, la materia oscura tambi\u00e9n ayuda a estas galaxias a permanecer juntas, una especie de agente de uni\u00f3n c\u00f3smico.<\/p>\n\n\n\n
Pero los astr\u00f3nomos han encontrado indicios de galaxias sin materia oscura en los \u00faltimos a\u00f1os, en contravenci\u00f3n de c\u00f3mo creemos que existe el Universo. Entonces, cuando Mancera Pi\u00f1a y sus colegas encontraron seis galaxias aparentemente sin materia oscura, descritas en un art\u00edculo de 2019, decidieron observarlas mucho m\u00e1s de cerca.<\/p>\n\n\n\n
AGC 114905 es lo que llamamos una galaxia enana ultra difusa. Tiene aproximadamente el tama\u00f1o de la V\u00eda L\u00e1ctea, pero mucho, mucho menos luminosa, y contiene muchas menos estrellas, alrededor de mil veces menos. Debido a que tienen tan poca materia normal, se cree que estas galaxias deber\u00edan estar unidas por la materia oscura.<\/p>\n\n\n\n
Entonces, los investigadores examinaron m\u00e1s de cerca el AGC 114905 utilizando el Very Large Array de NRAO en Nuevo M\u00e9xico, obteniendo un total de 40 horas de datos de observaci\u00f3n con una resoluci\u00f3n espacial mucho mayor. Luego, trazaron con mucho cuidado la curva de rotaci\u00f3n de la galaxia: la velocidad orbital de los objetos en AGC 114905, contrastada con su distancia desde el centro gal\u00e1ctico. Este es uno de los m\u00e9todos m\u00e1s comunes para calcular la cantidad de materia oscura en una galaxia: los objetos que orbitan demasiado r\u00e1pido se pueden explicar agregando materia oscura, y la cantidad de materia oscura influye en la velocidad orbital adicional.<\/p>\n\n\n\n
Pero la curva de rotaci\u00f3n de AGC 114905 no requiere la presencia de materia oscura. Puede explicarse simplemente por la cantidad de materia normal. Esto significa que la cantidad de materia oscura en la galaxia parece ser insignificante.<\/p>\n\n\n\n
Y esto plantea un problema porque ninguna de las explicaciones de la falta de materia oscura parece encajar. Una explicaci\u00f3n, por ejemplo, ser\u00eda si una galaxia masiva cercana hubiera despojado a AGC 114905 de su materia oscura, como parece ser el caso de otra galaxia difusa descubierta que no tiene materia oscura, DF4.<\/p>\n\n\n\n
“Pero no hay ninguno”, dijo Mancera Pi\u00f1a. “Y en el marco de formaci\u00f3n de galaxias m\u00e1s reputado, el llamado modelo de materia oscura fr\u00eda, tendr\u00edamos que introducir valores de par\u00e1metros extremos que est\u00e1n mucho m\u00e1s all\u00e1 del rango habitual. Adem\u00e1s, con la din\u00e1mica newtoniana modificada, una teor\u00eda alternativa a la materia oscura fr\u00eda, no podemos reproducir los movimientos del gas dentro de la galaxia”.<\/p>\n\n\n\n
En el caso de otras galaxias con cantidades anormales de materia oscura, podr\u00eda ser que simplemente hayamos calculado mal las distancias. Pero la distancia a AGC 114905, dijeron los investigadores, est\u00e1 bien limitada.<\/p>\n\n\n\n
Los investigadores admiten que es posible que el \u00e1ngulo de observaci\u00f3n estimado est\u00e9 fuera de lugar; eso podr\u00eda explicar la aparente falta de materia oscura. Pero tendr\u00eda que estar fuera de lugar, dijeron, por un margen bastante grande.<\/p>\n\n\n\n
Adem\u00e1s, las seis galaxias de sus estudios iniciales mostraron un comportamiento similar, en un rango de inclinaciones diferentes. Esto sugiere que el comportamiento no es el resultado de un error sistem\u00e1tico, dijeron. Actualmente est\u00e1n llevando a cabo un seguimiento detallado de una segunda galaxia ultradifusa para intentar llegar al fondo de la misma. Si se confirman, sus hallazgos podr\u00edan tener implicaciones muy interesantes para nuestra comprensi\u00f3n de la evoluci\u00f3n gal\u00e1ctica.<\/p>\n\n\n\n
“Hemos reforzado y aclarado los resultados anteriores sobre la naturaleza y la sorprendente din\u00e1mica de las galaxias ultradifusas ricas en gas. Sin embargo, su origen y v\u00edas evolutivas precisas siguen siendo en gran parte un misterio”, escribieron los investigadores en su art\u00edculo.<\/p>\n\n\n\n
El presente trabajo tambi\u00e9n ha demostrado que las galaxias ultradifusas ricas en gas son una poblaci\u00f3n prometedora para estudiar la materia oscura, ya que potencialmente pueden proporcionar pistas reveladoras para comprender su naturaleza”.<\/p>\n\n\n\n
La investigaci\u00f3n debe aparecer en los Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society y est\u00e1 disponible en arXiv<\/a>.<\/p>\n\n\n\n