MAUNAKEA, Hawái, astrónomos que utilizan el Observatorio W. M. Keck en Maunakea, isla de Hawái, han descubierto la tercera galaxia conocida que parece no contener materia oscura, profundizando el misterio de cómo se forman estos objetos y reforzando el caso de que la materia oscura es una sustancia física real.
La galaxia, designada DF9, es una tenue galaxia enana ubicada aproximadamente a 45 millones de años luz (14 megaparsecs) de la Tierra. Pertenece a una notable estructura lineal de siete galaxias que pudieron haberse formado durante una única colisión violenta entre galaxias más grandes. Una alineación así de galaxias sin materia oscura nunca se había visto antes.
“Esta línea de galaxias sin materia oscura nunca se había visto antes”, dijo Michael Keim, candidato a doctorado en la Universidad Yale y autor principal del estudio publicado el 16 de junio en The Astrophysical Journal. “El descubrimiento proporciona una de las evidencias más sólidas hasta ahora de que estas galaxias se formaron mediante un proceso extremo y nunca antes observado, y ofrece una nueva y rara ventana a la naturaleza de la materia oscura misma.”
DF9 se une a DF2 y DF4 como las únicas galaxias conocidas cuya masa proviene enteramente de materia visible: estrellas, gas y polvo. Utilizando el Keck Cosmic Web Imager (KCWI), Keim y su equipo midieron los movimientos de las estrellas dentro de DF9 para calcular su masa. Encontraron que es de aproximadamente 100 millones de masas solares, totalmente consistente con la cantidad de material visible presente. Una galaxia normal de tamaño similar tendría aproximadamente 100 veces más masa debido a la materia oscura.
“La excepcionalmente alta precisión del KCWI nos permitió medir la extraordinariamente baja masa de DF9 con la exactitud necesaria para demostrar su falta de materia oscura”, dijo Keim.
Las tres galaxias comparten un hilo común. Todas fueron descubiertas en la misma región del cielo cerca del grupo de galaxias NGC 1052, y DF2 y DF4 fueron estudiadas previamente por el profesor de Yale Pieter van Dokkum utilizando el telescopio espacial Hubble. DF9 fue inicialmente clasificada erróneamente como un posible agujero negro antes de que Keim la reidentificara como una tenue galaxia enana.
Los hallazgos tienen implicaciones significativas para dos grandes debates en cosmología. Primero, desafían el modelo estándar de formación de galaxias, que sostiene que todas las galaxias se forman dentro de halos masivos de materia oscura. La existencia de galaxias sin materia oscura sugiere que podría estar actuando un mecanismo de formación diferente, posiblemente una colisión galáctica de alta velocidad que arrancó nubes de gas formadoras de estrellas de sus halos de materia oscura.
Segundo, el descubrimiento fortalece el caso de que la materia oscura es una sustancia física real en lugar de una manifestación de teorías de gravedad modificada. Las teorías de gravedad modificada se han debatido más vigorosamente a la escala de las galaxias enanas, donde estas observaciones tienen mayor peso.
“El hallazgo proporciona evidencia convincente de que la materia oscura se comporta como una sustancia física en lugar del efecto de una teoría alternativa de la gravedad, particularmente a la escala de galaxias enanas donde esas teorías se debaten más intensamente”, dijo van Dokkum.
El equipo está realizando ahora observaciones de seguimiento con el telescopio Mothra, cofundado por van Dokkum, y otros observatorios. Su objetivo es detectar cualquier gas restante en la región, lo que ayudaría a confirmar que las galaxias sin materia oscura se formaron a partir de una colisión cataclísmica.
Si se confirma, la estructura lineal de siete galaxias representaría una clase completamente nueva de objeto cósmico: una estela de galaxias nacidas de un único evento violento, cada una carente de la materia oscura que impregna el resto del universo.
Traducido por Alessandra