Los científicos observaron esta galaxia fantasmal durante 40 horas y no pudieron encontrar materia oscura

Un nuevo descubrimiento ha profundizado en el misterio de las galaxias sin materia oscura.

En una galaxia llamada AGC 114905, a 250 millones de años luz de distancia, los astrónomos no han podido encontrar ningún rastro de la misteriosa sustancia, incluso después de 40 horas de observación detallada y análisis posterior.

El resultado, que se publicará en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society y disponible en el servidor de preimpresión arXiv, sostiene la tesis de galaxias misteriosamente desprovistas de materia oscura, aunque es vital para nuestros modelos de evolución galáctica.

«Esto es, por supuesto, lo que pensamos y esperábamos porque confirma nuestras mediciones anteriores», dijo el astrónomo Pavel Mancera Piña de la Universidad de Groningen y ASTRON en los Países Bajos.

«Pero ahora el problema sigue siendo que la teoría predice que debe haber materia oscura en AGC 114905, pero nuestras observaciones dicen que no la hay. De hecho, la diferencia entre la teoría y la observación solo está creciendo».

La materia oscura es uno de los grandes misterios del Universo. No sabemos qué es porque no podemos detectarlo directamente, pero sí sabemos que hay masa que causa una serie de efectos en el Universo que no se pueden explicar solo con la materia normal.

Las estrellas, por ejemplo, orbitan sus galaxias a un ritmo más rápido de lo que puede explicarse por el campo gravitacional de la materia normal. La forma en que el camino de la luz se curva a medida que viaja a través de enormes campos gravitacionales en el espacio intergaláctico es otra.

Los astrónomos creen que la materia oscura ayuda a la formación de galaxias. Hay una red invisible de materia oscura que atraviesa el Universo y la gravedad que genera ayuda a que la materia normal se reúna en las galaxias. Y, según nuestros modelos, la materia oscura también ayuda a que estas galaxias se mantengan juntas, una especie de aglutinante cósmico.

Pero los astrónomos han encontrado pistas sobre galaxias sin materia oscura en los últimos años, al contrario de cómo creemos que existe el Universo. Así, cuando Mancera Piña y sus colegas encontraron seis galaxias aparentemente desprovistas de materia oscura, descritas en un Tarjeta 2019, decidieron echar un vistazo más de cerca.

AGC 114905 es lo que llamamos una galaxia enana ultra difusa. Tiene el tamaño de la Vía Láctea, pero es mucho, mucho menos brillante, contiene muchas menos estrellas, unas mil veces menos. Debido a que tienen tan poca materia normal, se cree que estas galaxias deberían mantenerse unidas por la materia oscura.

Luego, los investigadores examinaron más de cerca el AGC 114905 utilizando Very Large Array de NRAO en Nuevo México, lo que arrojó un total de 40 horas de datos de observación con una resolución espacial mucho mayor. Luego, trazaron con mucho cuidado la curva de rotación de la galaxia, la velocidad orbital de los objetos en AGC 114905, trazada en relación con su distancia desde el centro galáctico.

Este es uno de los métodos más comunes para calcular la cantidad de materia oscura en una galaxia: los objetos que orbitan demasiado rápido se pueden explicar agregando materia oscura, y la cantidad de materia oscura afecta la velocidad orbital adicional.

Pero la curva de rotación 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.

Y eso es un problema porque ninguna de las explicaciones de la falta de materia oscura parece encajar. Una explicación, por ejemplo, sería si una galaxia masiva cercana hubiera despojado a AGC 114905 de su materia oscura, como parece ser el caso de otra galaxia difusa sin materia oscura descubierta, DF4.

«Pero no hay ninguno» Mancera Piña dijo. «Y en el marco de formación de galaxias más conocido, el llamado modelo de materia oscura fría, tendríamos que introducir valores de parámetros extremos que están mucho más allá del rango normal. Además, con la dinámica newtoniana modificada, una teoría alternativa a materia oscura fría, no podemos reproducir los movimientos del gas dentro de la galaxia «.

En el caso de otras galaxias con cantidades anormales de materia oscura, podría ser que simplemente hayamos calculado mal las distancias. Pero la distancia a AGC 114905, dijeron los investigadores, es muy limitada.

Los investigadores admiten que es posible que el ángulo de visión estimado sea incorrecto; esto podría explicar la aparente falta de materia oscura. Pero debería quedar descartado, dijeron, por un margen bastante amplio.

Además, las seis galaxias en sus estudios iniciales exhibieron un comportamiento similar, con un rango de inclinaciones diferentes. Esto sugiere que el comportamiento no es el resultado de un error sistemático, dijeron. Actualmente están llevando a cabo un seguimiento detallado de una segunda galaxia ultradifusa para intentar llegar al fondo de la misma.

Si se confirman, sus hallazgos podrían tener implicaciones muy interesantes para nuestra comprensión de la evolución galáctica.

«Hemos reforzado y aclarado hallazgos previos sobre la naturaleza y la sorprendente dinámica de las galaxias ultradifusas ricas en gas. Sin embargo, su origen y trayectorias evolutivas precisas siguen siendo en gran parte un misterio». los investigadores escribieron en su artículo.

El presente trabajo también ha demostrado que las galaxias ultradifusas ricas en gas son una población prometedora para el estudio de la materia oscura, ya que potencialmente pueden proporcionar pistas reveladoras para comprender su naturaleza «.

La búsqueda debería aparecer en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society y está disponible en arXiv.