Pregunte a los astrónomos sobre la materia oscura y una de las cosas de las que hablan es que esta “cosa” invisible y misteriosa impregna el universo. En particular, existe en halos que rodean la mayoría de las galaxias.
La masa del halo ejerce una fuerte influencia gravitacional sobre la galaxia misma, así como sobre otras en el vecindario. Esa es más o menos la visión estándar de la materia oscura y su influencia en las galaxias.
Sin embargo, hay problemas con la idea de esos halos. Aparentemente, existen algunas galaxias enanas de formas extrañas que parecen no tener halos. ¿Cómo podría ser esto? ¿Representan un desafío inducido por la observación a las ideas predominantes sobre los halos de materia oscura?
Encontrar galaxias enanas perturbadas
En el llamado “Modelo Estándar” de cosmología, las capas o halos de materia oscura protegen a las galaxias de la influencia gravitacional de los vecinos galácticos cercanos.
Sin embargo, cuando los astrónomos de la Universidad de Bonn y Saint Andrews en Escocia observaron el cercano cúmulo de Fornax, que se encuentra a unos 62 millones de años luz de nosotros, vieron algo extraño.
Contiene una serie de galaxias enanas con formas distorsionadas y perturbadas. Esto es extraño, especialmente si deben estar rodeados de halos de materia oscura.
El cúmulo de galaxias del horno. (ESO/J. Emerson/VISTA)
Echemos un vistazo rápido a las galaxias enanas. Son pequeños y tenues y generalmente se encuentran viajando en cúmulos de galaxias o cerca de compañeros mucho más grandes. La galaxia de la Vía Láctea tiene una camarilla de galaxias enanas a su alrededor.
De hecho, está canibalizando a algunos como el Enano Esferoidal de Sagitario. Curiosamente, estudios recientes muestran que al menos una de las galaxias enanas cercanas a la nuestra, una antigua llamada Tucana II, tiene un halo de materia oscura asombrosamente masivo.
Entonces, ¿qué está pasando en Fornax que es diferente?
Allí, las galaxias enanas podrían ser “perturbadas” por las mareas gravitatorias de las cercanas más grandes del cúmulo. Las mareas ocurren cuando la gravedad de un cuerpo atrae de manera diferente a diferentes partes de otro cuerpo. Estas son similares a las mareas en la Tierra cuando la Luna tira con más fuerza del lado de la Tierra que está frente a ella.
Las formas distorsionadas de las galaxias enanas vistas por el equipo indican un problema con nuestra comprensión de la materia oscura.
“Tales perturbaciones en las enanas de Fornax no se esperan de acuerdo con el modelo estándar”, dijo Pavel Kroupa, profesor de la Universidad de Bonn y la Universidad Charles de Praga.
“Esto se debe a que, según ese modelo, los halos de materia oscura de estos enanos deberían protegerlos en parte de las mareas generadas por el cúmulo”.
Explicando las galaxias enanas distorsionadas
Kroupa y Ph.D. la estudiante Elena Ascencio analizó las observaciones de los enanos perturbados en Fornax. Querían comprender el alcance de las distorsiones gravitacionales que muestran estas galaxias y qué las causa.
Los niveles esperados de distorsión dependen de un par de factores. Una es las características internas de la galaxia enana. Además, su distancia al centro del cúmulo es importante. Ahí es donde las influencias gravitatorias son mucho más fuertes.
Por regla general, las galaxias de gran tamaño pero con pocas estrellas podrían ser fácilmente perturbadas por fuertes mareas gravitatorias. Lo mismo ocurre con las galaxias más cercanas al núcleo del cúmulo.
Los miembros del equipo compararon lo que vieron en el cúmulo con las observaciones realizadas por el VLT Survey Telescope en el Observatorio Europeo Austral. Asencio señaló que lo que encontraron parece apuntar a problemas con el Modelo Estándar.
“La comparación mostró que, si uno quiere explicar las observaciones en el modelo estándar”, dijo, “las enanas de Fornax ya deberían ser destruidas por la gravedad desde el centro del cúmulo, incluso cuando las mareas que genera en una enana son sesenta y cuatro veces mayores”. más débil que la propia gravedad del enano”.
Esto no solo es contrario a la intuición, dijo, sino que también contradice estudios previos. El equipo también descubrió que la fuerza necesaria para perturbar una galaxia enana es casi la misma que su propia gravedad.
¿Qué significa esto para el modelo estándar?
El equipo de investigación señala que es difícil explicar estas formas perturbadas y perturbadas de las galaxias enanas en Fornax si están rodeadas de materia oscura. En otras palabras, no deberían estar deformes si tienen halos.
Sin embargo, allí están con formas de aspecto perturbado. Eso significa que no hay halos de materia oscura alrededor de esas galaxias.
Obviamente, si se confirma lo que encontraron los astrónomos, entonces el modelo estándar necesita algunos ajustes. Y hay al menos una explicación alternativa para las extrañas formas de las galaxias. Se llama el modelo MOND (abreviatura de Modified Newtonian Dynamics).
Sugiere que la ley de gravitación universal de Newton debería modificarse para tener en cuenta las propiedades observadas de las galaxias. Podría aplicarse para explicar por qué las galaxias deformes tienen el aspecto que tienen.
Según Hongsheng Zhao, miembro del equipo de investigación de la Universidad de Saint Andrews, encontrar enanas perturbadas sin halos de materia oscura es un gran desafío para la visión actual.
Afirma que las galaxias tienen halos. Parece que no todos lo hacen, señala.
“Nuestros resultados tienen importantes implicaciones para la física fundamental”, dijo. “Esperamos encontrar más enanas perturbadas en otros cúmulos, una predicción que otros equipos deberían verificar”.
Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Leer el articulo original.