Nube, una galaxia casi invisible que desafía el modelo de materia oscura

Nube, una galaxia casi invisible que desafía el modelo de materia oscura

Nube, una galaxia casi invisible que desafía el modelo de materia oscura

Constelación de nubes. Una imagen es una combinación de una imagen en color y una imagen en blanco y negro para seleccionar un fondo. Crédito: GTC/Mireia Montes

Una galaxia enana casi invisible descubierta por un equipo de investigación internacional liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en colaboración con la Universidad de La Laguna (ULL) y otras instituciones.

El nombre fue sugerido por la hija de cinco años de uno de los investigadores del grupo, y por la apariencia difusa del material. El brillo de su superficie se debe al aspecto difuso del objeto, como una especie de fantasma, que ha pasado desapercibido en varios estudios previos de esta parte del cielo. Porque sus estrellas están tan dispersas que la «nube» («nube» en español) es casi indetectable.

Esta galaxia recién descubierta tiene características específicas que la distinguen de objetos previamente conocidos. El equipo de investigación estima que Nube es 10 veces más débil que cualquier otro de su tipo, pero 10 veces más grande que otros objetos con un número comparable de estrellas.

Para ilustrar lo que esto significa para cualquiera que sepa un poco de astronomía, esta galaxia tiene aproximadamente un tercio del tamaño de la Vía Láctea pero tiene la masa de una nube de Magallanes más pequeña.

«Con nuestro conocimiento actual, no entendemos cómo podría existir una galaxia con propiedades tan extremas», explica Miria Montes, primera autora del artículo e investigadora del IAC y la ULL.

Desde hace algunos años, Ignacio Trujillo, segundo autor del artículo, analiza una franja concreta de cielo en el marco del proyecto Legado del IAC Stripe 82, a partir de imágenes del Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Al revisar los datos, notó una mancha tenue que parecía lo suficientemente interesante como para establecer un proyecto de investigación.

El siguiente paso será utilizar imágenes multicolores ultraprofundas del Gran Telescopio Canarias (GTC) para confirmar que esta zona del estudio no es una especie de defecto sino un objeto muy difuso. Debido a su debilidad, es difícil determinar la distancia exacta de la protuberancia.

Utilizando una observación obtenida con el Telescopio Green Bank (GBT) en los Estados Unidos, los autores estiman que la distancia de Nub es de 300 millones de años luz, aunque el próximo radiotelescopio Very Large Array (VLA) y el Telescopio óptico William Herschel (WHT) en el Observatorio del Roque de los Muchachos, La Palma, esto debería ayudarles a demostrar si el espaciado es correcto.

«Si la galaxia se acerca, sigue siendo un objeto muy extraño y presenta importantes desafíos para la astrofísica», comenta Ignacio Trujillo.

Nube, una galaxia casi invisible que desafía el modelo de materia oscura

Constelación de Nube a través de diferentes telescopios. Crédito: SDSS/GTC/IAC.

¿Otro desafío al actual modelo de materia oscura?

Una regla general es que las galaxias tienen la mayor densidad de estrellas en sus regiones internas, y esta densidad disminuye rápidamente a medida que aumenta la distancia desde el centro. Sin embargo, en Nube, dice Montes, «la densidad de las estrellas varía muy poco en todo el objeto, por eso es tan débil y no pudimos observarlo bien hasta que tuvimos imágenes muy profundas del GTC».

Nube confunde a los astrónomos. En primer lugar, explica el equipo, no hay indicios mutuos ni de otro tipo de sus extrañas propiedades. Las simulaciones cosmológicas no pueden reproducir sus propiedades «extremas», ni siquiera basándose en diferentes escenarios. «Nos quedamos sin una explicación viable dentro del modelo cosmológico actualmente aceptado de la materia oscura fría», explica Montes.

El modelo de materia oscura fría puede reproducir estructuras a gran escala en el universo, pero hay escenarios a pequeña escala, como el caso Nube, que no pueden dar una buena respuesta. Hemos demostrado cómo distintos modelos teóricos no pueden producirlo, siendo uno de los casos más extremos conocidos hasta ahora.

«Con esta galaxia y otras que podamos encontrar, podemos encontrar pistas adicionales que abran una nueva ventana en la comprensión del universo», comenta Montes.

«Una posibilidad intrigante es que las propiedades inusuales de la protuberancia nos estén mostrando que las partículas que componen la materia oscura tienen masas muy pequeñas», dice Ignacio Trujillo. Si este es el caso, entonces las propiedades inusuales de esta galaxia exhiben las propiedades de la física cuántica, pero a escala galáctica. «Si se confirma esta hipótesis, será una de las manifestaciones más bellas de la naturaleza, que unirá el mundo pequeño con el grande», concluye.

La investigación fue publicada en la revista. Astronomía y Astrofísica.

Más información:
Una galaxia casi oscura con la masa de la Pequeña Nube de Magallanes, Mireia Montes et al. Astronomía y Astrofísica (2023) DOI: 10.1051/0004-6361/202347667

Proporcionado por el Instituto de Astrofísica de Canarias

referencia: Nube, una galaxia casi invisible que desafía el modelo de materia oscura (2024, 9 de enero) Recuperado el 10 de enero de 2024 de https://phys.org/news/2024-01-nube-invisible-galaxy-dark.html

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