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Ciencia

Aumenta el misterio de las 'galaxias fantasma'

En 2018, cuando los astrónomos del Telescopio Espacial Hubble
anunciaron el descubrimiento de NGC 1052-DF2, una extraña galaxia a más de 40 millones de años luz de la Tierra que parecía no tener casi materia oscura, muchos pensaron que algo así era imposible y empezaron a buscar explicaciones alternativas.

Gracias a su gravedad, después de todo, la materia oscura es el ‘pegamento’ invisible que permite la existencia de la mayor parte de las estructuras del Universo. Todas las galaxias, de hecho, parecen estar dominadas por ella, hasta el punto de que se cree que las galaxias se forman dentro de inmensos halos de materia oscura.

Ahora, y para volver a comprobar aquellas observaciones de hace tres años, el mismo equipo de investigadores dirigido por Pieter van Dokkum, de la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut, ha retomado su estudio inicial y, de nuevo con el Hubble, ha observado más detenidamente a NGC 1052-DF2, a la que para abreviar, los científicos se refieren simplemente como DF2. Las conclusiones del nuevo trabajo se publican en ‘The Astrophysical Journal Letters’.

«Nos arriesgamos con nuestras observaciones iniciales del Hubble de esta galaxia en 2018 -asegura van Dokkum-. Creo que la gente hizo bien en cuestionarlo porque es un resultado realmente inusual. Sería bueno que hubiera una explicación simple, como una distancia incorrecta. Pero creo que es más divertido e interesante si en realidad se trata de una galaxia extraña».

La cuestión de la distancia
La determinación de la cantidad de materia oscura que hay en una galaxia depende en gran medida de ser capaces de establecer con precisión lo lejos que está de nosotros.

De hecho, si DF2 está, como sugieren van Dokkum y sus colegas, más lejos de la Tierra de lo que se pensaba, su contenido de materia oscura podría realmente ser muy pequeño. La conclusión del equipo se basa en los movimientos de las estrellas dentro de la galaxia; sus velocidades están influenciadas por la fuerza de la gravedad, y a menudo la materia oscura proporciona la «gravedad que falta» para explicar los movimientos que observamos. Pero ese no era el caso de DF2. Al contrario, los investigadores hallaron que en esa galaxia las estrellas visibles eran más que suficientes para explicar sus movimientos. En otras palabras, no quedaba mucho espacio para la materia oscura.

Sin embargo, si resultara que DF2 está en realidad más cerca de la Tierra de lo que sugieren algunos astrónomos, la galaxia sería intrínsecamente más débil y menos masiva. Y, por lo tanto, necesitaría materia oscura para explicar los efectos observados sobre la masa total.

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Pues bien, las nuevas observaciones hechas con el Hubble han confirmado que DF2 no solo está más lejos de la Tierra de lo que se pensaba, sino también un poco más distante de lo que decían las propias estimaciones originales del equipo en su estudio inicial. Según la nueva estimación, DF2 se encuentra a 72 millones de años luz de nosotros, mucho más lejos, pues, de los 42 millones de años luz estimados anteriormente por varios equipos independientes y de los 65 millones de años luz establecidos por el propio equipo de van Dokkum en 2018.

Los investigadores han basado sus nuevos resultados en exposiciones muy largas con la Advanced Camera for Surveys del Hubble, que proporciona una visión más profunda de la galaxia y permite calcular con mayor precisión su distancia. En concreto, los astrónomos utilizaron el brillo intrínseco de estrellas gigantes rojas muy viejas en la periferia de DF2, que alcanzan el mismo brillo máximo durante su evolución y que constituyen un indicador de distancia bien establecido para las galaxias cercanas.

Por lo tanto, estas mediciones más precisas llevadas a cabo por el Hubble refuerzan la conclusión inicial de que DF2 prácticamente no tiene materia oscura. Y eso constituye un misterio que por ahora no tiene explicación.

Una ‘galaxia fantasma’
El aspecto de DF2 es difuso y fantasmal, similar a una inmensa bola de algodón cósmica, a la que Dokkum se refiere como «una galaxia transparente» en la que las estrellas están muy espaciadas y no dan lugar a las estructuras típicas de la mayoría de las galaxias. Se trata, pues, de un auténtico «bicho raro», casi tan ancho como la Vía Láctea pero con doscientas veces menos estrellas.

Esta «galaxia fantasma», además, no parece tener una región central notable, ni brazos espirales, ni un disco bien definido. Según el equipo de investigadores, DF2 contiene, a lo sumo, la cuarta parte de la materia oscura de lo que los astrónomos esperarían en una galaxia de ese tamaño. Cómo pudo llegar a formarse, es por ahora un completo misterio.

DF2 no es la única
Con todo, DF2 no es la única galaxia desprovista de materia oscura observada hasta ahora. En 2020, por ejemplo, Shany Danieli, del Instituto de Estudios Avanzados en Princeton, localizó con el Hubble otra «galaxia fantasma» llamada NGC 1052-DF4 (o simplemente DF4), que tampoco parecía tener materia oscura.

Los investigadores creen que tanto DF2 como DF4 eran miembros de una misma familia galáctica. Sin embargo, las nuevas observaciones del Hubble muestran que las dos galaxias están a 6,5 millones de años luz de distancia entre sí, más alejadas de lo que pensaban en un principio. DF2, en efecto, se ha alejado de las demás galaxias de su grupo y está aislada en el espacio.

«Ambas -explica Danieli- estaban probablemente en el mismo grupo y se formaron al mismo tiempo. Así que tal vez había algo especial en el entorno en el que se formaron».

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Los investigadores están buscando más de estas galaxias extrañas. También en 2020, un grupo de astrónomos descubrió de un solo golpe 19 galaxias enanas inusuales que, según dijeron, también muestran un claro déficit de materia oscura.

Van Dokkum cree que encontrar galaxias sin o con muy poca o ninguna materia oscura es algo que, además, dice mucho sobre esa misteriosa sustancia hasta ahora invisible y cuya existencia algunos empiezan a poner en duda. «En nuestro artículo de 2018 -dice- sugerimos que si tenemos una galaxia sin materia oscura, y otras galaxias similares parecen tenerla, eso significa que la materia oscura es completamente real y existe. No es un espejismo».

Este artículo ha sido publicado originalmente en este sitio

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