Las galaxias sin materia oscura desconciertan a los astrónomos

Esta imagen del Hubble captura un grupo de galaxias que son inusuales porque no parecen contener materia oscura.Crédito: NASA/ESA/P. Van Dokkum, Universidad de Yale.

Los astrónomos creen que las galaxias no pueden formarse sin la gravedad de la materia oscura. Así que un camino de galaxias desprovisto de esta misteriosa sustancia, sin motivo aparente, sería un gran hallazgo. En un artículo publicado en templar la naturaleza el 18 de mayo1Ahora, los astrónomos dicen que pueden haber notado tal sistema: una racha de 11 galaxias que no contienen materia oscura, y que podrían haberse formado todas en la misma colisión antigua. Pero muchos de sus pares no están convencidos de que esta afirmación sea mucho más que una hipótesis.

Este tipo de sistema se puede utilizar para aprender cómo se forman las galaxias y la naturaleza de la materia oscura en sí. «Si se demuestra que esto es cierto, sin duda podría ser emocionante para la formación de galaxias», dice Chervin Laporte, astrónomo de la Universidad de Barcelona en España:

El descubrimiento se centró en dos galaxias descritas por Peter van Dokkum en la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut, y sus coautores en 2018 y 2019. Sus estrellas se movían tan lentamente que las nubes de materia oscura no eran necesarias para explicar sus órbitas, por lo que el El equipo concluyó que las galaxias no contienen materia oscura. . El descubrimiento fue controvertido porque las galaxias, llamadas DF2 y DF4, parecían estables y diferentes de las únicas otras galaxias conocidas desprovistas de materia oscura, que son nuevas y de corta duración, creadas en los brazos de grandes galaxias despojadas de materia oscura. por un vecino Cómo se formaron DF2 y DF4 ha sido un misterio.

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Rastro revelador

En el último artículo de investigación, el equipo de van Dokkum no solo vincula las dos galaxias inusuales, sino que también dice que sus propiedades son consistentes con su formación en una colisión de alta velocidad, hace ocho mil millones de años, que también resultó en más de estas estructuras. «Esta sola explicación explica muchas cosas extrañas sobre estas galaxias», dice van Dokkum.

El equipo tomó prestado su escenario de simulaciones creadas originalmente para explicar las características únicas de las colisiones a gran escala entre cúmulos de galaxias. Los investigadores sugieren que cuando dos galaxias ancestrales chocan de frente, su materia oscura y sus estrellas habrían navegado una sobre la otra. La materia oscura no habría interactuado y las estrellas estaban demasiado separadas para colisionar. Pero a medida que la materia oscura y las estrellas se aceleraban, el gas en el espacio interestelar de las dos galaxias chocaría, se encogería y disminuiría la velocidad, dejando tras de sí un rastro de materia que luego formaría nuevas galaxias libres de materia oscura.

A continuación, los investigadores buscaron esas galaxias en la línea entre DF2 y DF4. Identificaron de tres a siete nuevos candidatos para galaxias desprovistas de materia oscura, así como galaxias extrañas y tenues en ambos extremos, que podrían ser la materia oscura y las estrellas restantes de las galaxias ancestrales. «Te miraba tan pronto como supe qué buscar», dice van Dokkum.

Si esta imagen resulta correcta, podría ayudar a los astrónomos a comprender el comportamiento de la materia oscura y aprender sobre las condiciones bajo las cuales se pueden formar las galaxias. Tal colisión galáctica también podría usarse como un «nuevo laboratorio» para comprender si la materia oscura interactúa consigo misma, dice Ju Ojia, astrónomo de la Universidad de Zhejiang en Hangzhou, China.

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preguntas abiertas

Aunque es plausible, dice Priamvada Natarajan, astrofísica de la Universidad de Yale que no es miembro del equipo de van Dokkum, el modelo de van Dokkum describe solo una de varias formas en que podrían haber sido estas galaxias. Pero ella dice que es intrigante y, lo que es más importante, hace predicciones comprobables.

Las mediciones de las distancias y velocidades exactas de las galaxias candidatas podrían demostrar que son parte de la misma cadena y no solo una coincidencia en la misma línea de visión, dice Michelle Collins, astrónoma de la Universidad de Surrey en Guilford, Reino Unido. «Para mí, si esta es una línea real o no es una gran pregunta abierta».

Los astrónomos también necesitan medir las masas de las galaxias fantasma en los extremos de la línea (posibles galaxias predecesoras) para probar si contienen tanta materia oscura como predice el modelo, agrega Laporte.

Otros se preguntan si se necesita alguna explicación extraña. Ignacio Trujillo, astrónomo del Instituto de Astrofísica de las Islas Canarias en La Laguna, España, lidera un equipo que sugiere que DF2 y DF4 están más cerca de la Tierra de lo que sugieren las mediciones de van Dokkum y, por lo tanto, contienen más materia oscura de lo que parece inicialmente.

Los astrónomos también necesitan ver simulaciones confiables que muestren que el escenario que describe el equipo de Van Dokkum es plausible, dice Myria Montes, astrónoma del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. “Actualmente, hay muchas suposiciones, pero no están respaldadas por ninguna simulación”, dice ella.

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