Parece que a diecinueve galaxias enanas recién descubiertas les falta su materia oscura, y los físicos no están seguros de por qué.
El hallazgo aumenta drásticamente la cantidad de galaxias a las que parece faltar materia oscura, las cosas misteriosas e invisibles que ejercen fuerza gravitacional, pero no emiten luz. Se cree que la materia oscura es un ingrediente clave en la formación de galaxias, con su gravedad uniendo átomos de gas para formar galaxias. Podemos decir que la materia oscura está presente en una galaxia porque hace que la materia en esa galaxia gire más rápido de lo que lo haría si la materia que vemos constituye toda la masa de la galaxia. Este remolino más rápido ha aparecido en todas las galaxias que podrían medirse con precisión. Recientemente, sin embargo, los investigadores han descubierto que ciertas galaxias pequeñas, que ahora incluyen estas 19, se comportan como si estuvieran dominadas por bariones, las partículas que forman la materia ordinaria. Falta la evidencia de sus halos invisibles de materia oscura.
Kyle Oman, astrofísico de la Universidad de Durham en el Reino Unido, que no participó en este descubrimiento, dijo que estas galaxias comprenden la lista más larga de objetos aparentemente libres de materia oscura que se haya informado. Pero no son los primeros.
El descubrimiento más ampliamente informado de una galaxia que parecía carecer de materia oscura se produjo en marzo de 2018. Un equipo de astrofísicos dirigido por Pieter van Dokkum, astrofísico de la Universidad de Yale, demostró que la velocidad promedio de los cúmulos globulares en la galaxia NGC 1052-DF2 coincidía un modelo de galaxia solo con bariones, aunque muchos cuestionaron la validez del resultado, como informó Live Science.
El artículo más reciente, publicado el 25 de noviembre en la revista Nature Astronomy, identificó las 19 galaxias libres de materia oscura utilizando el mismo método.
"Estas curvas de rotación H1 son más precisas" que el método utilizado por el equipo de van Dokkum, dijo Till Sawala, astrofísico de la Universidad de Helsinki. Sin embargo, dijo, todavía hay "incertidumbres sistemáticas" en las mediciones que aún no se han resuelto.
Por ejemplo, si el ángulo de la galaxia anfitriona con respecto a la Tierra se mide incorrectamente, eso puede arruinar los cálculos, dijo Omán. Y eventos como las supernovas pueden acelerar el gas en una galaxia normal, creando curvas de rotación que se ven desde la Tierra como las galaxias en este nuevo documento, dijo Sawala. De cualquier manera, se necesita más trabajo de seguimiento para confirmar la afirmación libre de materia oscura, dijeron todos los expertos (incluidos los autores del estudio).
Si resulta que ciertas galaxias carecen de la cantidad normal de materia oscura, sin embargo, eso es un problema para las teorías actuales de cómo se formó el universo.
Los físicos explican cómo se formó y se comportó el universo utilizando un modelo conocido como materia oscura fría de Lambda (ΛCDM). Describe tres características clave del universo: la constante cosmológica (Λ), la materia oscura y la energía oscura.
ΛCDM explica la forma en que se forman las galaxias, dijo Sawala, y no puede explicar fácilmente cómo podrían haberse formado estas galaxias particulares sin materia oscura.
Oman dijo que algunos de los ejemplos que han aparecido podrían explicarse con el ΛCDM. Por ejemplo, las galaxias enanas en medio de densos cúmulos de galaxias tienen muchas otras fuentes de gravedad alrededor para quitarles la materia oscura. Pero en este documento, dijo Omán, algunas de las galaxias libres de materia oscura son solitarias, lejos de cualquier otra fuente de gravedad.
"Eso es un desafío", dijo Omán.
Algunos investigadores han presentado la evidencia de galaxias libres de materia oscura como el golpe de gracia en una batalla entre ΛCDM y otro conjunto de teorías conocidas como Dinámica Newtoniana Modificada (MOND). Las teorías de MOND rechazan la materia oscura en favor de ajustes a la física de la gravedad. Dado que la gravedad debería actuar en todas partes del universo, MOND predeciría que lo que llamamos materia oscura también debería estar en todas partes, incluida cada galaxia. Pero si estas galaxias violan MOND, también violan ΛCDM, por lo que no es realmente un golpe de gracia para MOND, dijo Sawala.
Los físicos dijeron que la única forma de descubrir qué está pasando es estudiar estas galaxias con mucho más detalle utilizando diferentes herramientas y confirmar que lo que parece estar sucediendo realmente está sucediendo.
