Espacio

En las dos galaxias no se encontró materia oscura. Que esta pasando

Así como una ondulación en un estanque indica,Si alguien tiró una piedra, corrió un medidor de agua o saltó una rana, la existencia de una sustancia misteriosa, la materia oscura, está determinada por su amplia influencia en el espacio. Los astrónomos no pueden observarlo directamente, pero la gravedad de la materia oscura determina el nacimiento, la forma y el movimiento de las galaxias. Esto hace que el descubrimiento del año pasado sea bastante inesperado: en una galaxia difusa y extraña, no se encontró ninguna materia oscura. ¿Crees que eso es todo? Como si no fuera así.

Galaxias sin materia oscura.

Algunos científicos han acogido con satisfacción este descubrimiento. Otros expresaron sus dudas, criticando la medida de la distancia y el movimiento de la galaxia. Las apuestas son altas: si realmente no hay suficiente materia oscura en esta galaxia, esto confirmará paradójicamente la existencia de esta sustancia.

Y así, el equipo original adquirió.evidencia adicional que apoya su descubrimiento inicial. Además, se descubrió una segunda galaxia con síntomas similares. Donde solía haber una galaxia ultradiffusa libre de materia oscura (a primera vista), ahora hay dos.

"Un objeto siempre puede ser cancelado como unicornio,pero tan pronto como encuentras dos unicornios, empiezas a pensar en la posible existencia de unicornios ", dice Michael Boylan-Kolchin, un astrónomo de la Universidad de Texas en Austin, que no participó en este estudio. "Y luego empiezas a pensar de dónde vienen, cuáles son sus propiedades y qué tan comunes son".

Buscando unicornios

Las dos galaxias que nos interesan son muy tenues yestán lejos de la Tierra: los fotones de sus cúmulos de estrellas comenzaron a viajar hacia nuestro planeta en los últimos días de los dinosaurios, hace unos 65 millones de años. La primera galaxia NGC 1052-DF2 tiene aproximadamente el tamaño de la Vía Láctea, pero contiene 100 veces menos estrellas. La nueva galaxia NGC 1052-DF4 está ubicada en la misma parte del cielo y es aproximadamente igual en tamaño y masa.

En marzo del año pasado, los científicos liderados por Shani.Daniel y Peter van Dokkum, de la Universidad de Yale, publicaron un estudio que estimó el tamaño de NGC 1052-DF2, observando su luz estelar, así como los movimientos de los cúmulos de estrellas que lo rodean. Si NGC 1052-DF2 contuviera tanta materia oscura como los astrónomos normalmente esperan de ella, la materia oscura aumentaría las velocidades orbitales de estos fenómenos estelares. Pero se mueven con lentitud, lo que sugiere que falta la materia oscura. Los críticos argumentan que las velocidades de estos cúmulos de estrellas se calcularon incorrectamente, e incluso si sus cálculos eran correctos, el tamaño de la muestra de solo 10 cúmulos de estrellas era demasiado modesto para determinar de manera confiable las reservas de materia oscura en NGC 1052-DF2.

En octubre, Danieli decidió abordar este tema,utilizando otra técnica. Tomó el Keck Cosmic Web Imager, un nuevo instrumento recientemente instalado detrás del telescopio Keck gigante en Hawai, un espejo primario de 10 metros. Este dispositivo puede medir la luz de objetos extremadamente tenues con una resolución extremadamente alta, lo que lo convierte en una herramienta ideal para el estudio de galaxias por ultra difusión, como NGC 1052-DF2. Esta herramienta era tan buena que Daniel ya no tenía que estudiar los movimientos del cúmulo de estrellas para determinar la masa de la galaxia. En su lugar, podría obtener masa directamente utilizando directamente la luz estelar de la galaxia.

En términos de información, Starlight contienemucho de ella Al dividir la luz en sus colores constituyentes (esto se denomina espectroscopia), los científicos pueden determinar la composición de una estrella, su edad, la dirección del movimiento en el espacio y la velocidad. La mayor parte de esta información se transmite en forma de líneas espectrales: elementos lineales incrustados en el espectro de la estrella debido a la radiación o absorción de diversos elementos químicos. La herramienta Keck midió un espectro de aproximadamente 10 millones de estrellas en una galaxia DF2. El tamaño de la propagación entre las estrellas más rápidas y más lentas de la galaxia da una idea de cuánta materia interactúa con ellas. Cuanto mayor sea la materia, oscura o alguna otra, mayor será la variación en las velocidades de las estrellas.

"Para nuestra propia sorpresa, medimos"líneas espectrales extremadamente estrechas que dejan muy poco espacio para una masa más grande que la masa introducida por las estrellas en la galaxia", dice Daniel. La materia oscura simplemente no es un lugar.

Mientras tanto, Eric Emcell del sur europeo.El observatorio y sus colegas exploraron la galaxia utilizando el Telescopio Muy Grande en el desierto chileno de Atacama. También descubrieron una dispersión de baja velocidad que respalda el escenario de ausencia de materia oscura.

Nicholas Martin, astrónomo de EstrasburgoUniversidad en Francia, fue uno de los críticos del artículo original. En un artículo posterior publicado el año pasado, argumentó que era demasiado difícil estimar la masa de la galaxia DF2 basándose en los movimientos del cúmulo de estrellas circundantes. Pero Martin dice que los recientes resultados de Daniel y Emsell lo tranquilizaron.

"Esto fue posible gracias a los nuevos dispositivos,Quienes llegaron a los telescopios más grandes del planeta. Y, honestamente, hace un año no era obvio para mí que esto sería factible. Hace un año, no estaba listo para decir que este sistema sería necesariamente necesariamente extraño, porque me parecía que las mediciones no estaban totalmente respaldadas por los datos. Pero ahora, cuando hay dos equipos diferentes que miden el rango de velocidad de las propias estrellas, creo que se hizo evidente que hay algo extraño ".

Los resultados del trabajo de Daniel se presentaron en una conferencia de materia oscura en la Universidad de Princeton y se publicarán en Astrophysical Journal Letters.

En general, su investigación sugiere que hay toda una clase de galaxias tan pobres en materia oscura.

En busca de materia perdida.

Algunos astrónomos están desconcertados sobre cómoTales galaxias podrían formarse y donde iba la materia oscura. Boylan Kolchin dice que una de las posibilidades es la atracción gravitatoria de la galaxia vecina, mucho más grande, separada de la materia oscura. O, DF2 y DF4 pueden no ser galaxias, sino colecciones modestas de estrellas disfrazadas de galaxias; en este caso, estos grupos aislados de estrellas pueden formarse a partir de chorros de gas en colisión que emanan de otra ubicación. O puede haber escenarios aún más aburridos, por ejemplo, la orientación de las galaxias en relación con la Tierra, que afecta negativamente la obtención de mediciones espectrales precisas de sus movimientos.

Una cosa es cierta: Si no aparecen dudas importantes, la ausencia de materia oscura en las galaxias demostrará de manera convincente que esta materia es separable de las estrellas, el gas, el polvo y otras materias ordinarias. Y esto, a su vez, fortalecerá el argumento a favor de la existencia de la materia oscura.

Hasta la fecha, nadie ha encontrado con precisiónLa materia oscura, a pesar de décadas de búsqueda activa. La falta de evidencia llevó a algunos astrofísicos a buscar formas alternativas para modelar galaxias y controlar su movimiento a través del surgimiento de hipótesis como "gravedad emergente" y "dinámica newtoniana modificada". Los defensores de estas hipótesis argumentan que la mayoría de los astrónomos creen que la materia oscura puede ser un fenómeno que surge de la física, lo cual no entendemos completamente. Pero en este caso, estas extrañas galaxias hablarán a favor del hecho de que las alternativas son incorrectas y que la materia oscura puede ser la causa.

Bueno, espera y verás. No olvide suscribirse a nuestro servicio de noticias para ver primero la materia oscura.

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