Una galaxia a 11,3 mil millones de años luz, aparece llena de materia oscura

Una galaxia distante aparece llena de materia oscura.

Las estrellas más alejadas de la Gaviota Cósmica, una galaxia a 11.300 millones de años luz de distancia, corren demasiado rápido para ser impulsadas solo por la gravedad del gas y las estrellas de la galaxia. En su lugar, se mueven como impulsados ​​por una fuerza invisible, lo que indica la presencia oculta de materia oscura , la astrofísica Verónica Motta de la Universidad de Valparaíso en Chile y sus colegas informan el 8 de agosto en arXiv.

"En nuestro universo cercano, ves estos halos de materia oscura alrededor de galaxias como la nuestra", dice Motta. "Así que deberíamos esperar que en el pasado, ese halo estuviera allí también".

Motta y sus colegas utilizaron telescopios de radio en el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) para medir la velocidad del gas a través del disco de la Gaviota Cósmica, desde el centro a alrededor de 9,800 años luz. Descubrieron que las estrellas de la galaxia se aceleran a medida que se alejan del centro de la galaxia.

Esa es una configuración extraña para la mayoría de los objetos en órbita: cuando los planetas orbitan alrededor de una estrella, por ejemplo, los planetas más distantes se mueven más lentamente. Pero puede explicarse si los confines de la galaxia están dominados por la materia oscura que acelera las cosas. Medidas similares de la Vía Láctea y las galaxias vecinas proporcionaron una de las primeras señales de que la materia oscura puede existir, aunque los físicos aún intentan detectar la partícula propuesta directamente .

El hallazgo de su equipo contrasta con una afirmación reciente de que esas galaxias lejanas carecen extrañamente de materia oscura. Esa idea proviene de un estudio realizado en 2017 por el astrónomo Reinhard Genzel del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, Alemania, y sus colegas, que descubrieron que más de 100 galaxias distantes mantienen sus estrellas más lentas en los bordes y las estrellas más rápidas no se requiere materia oscura.

Qué pasa

La galaxia de la Gaviota Cósmica se encuentra detrás del Cúmulo de balas de las galaxias, cuya materia regular (roja, que representa los rayos X emitidos por el gas caliente) parece separada de su materia oscura (azul, inferida por la distorsión de las galaxias en el fondo). La masa del Bullet Cluster magnificó la imagen de la Gaviota y permitió a los astrónomos observar la galaxia más pequeña en detalle.

"En la comunidad astrofísica, el resultado [Genzel] ha sido visto con entusiasmo y escepticismo", dice el cosmólogo Richard Ellis del University College London, que no participó en ninguno de los dos trabajos. "Tiene mucho sentido para los demás examinar las galaxias a estas [distancias] de diferentes maneras".

Motta y sus colegas pudieron sondear la materia oscura en la galaxia más distante hasta la fecha, gracias a un enorme choque galáctico llamado Bullet Cluster que actuó como un enorme telescopio cósmico. La Gaviota Cósmica se encuentra detrás del Cúmulo de Bala desde la perspectiva de la Tierra, y la masa del cúmulo distorsiona la luz de la Gaviota en un fenómeno llamado lente gravitacional.

Esa distorsión le dio nombre a la galaxia en forma de disco: las primeras imágenes le recordaron al equipo de Motta el logotipo de la gaviota de un festival de música popular en Viña del Mar, Chile. Pero también hizo que la galaxia apareciera magnificada por un factor de 50, un nuevo récord.

"Motta et al tienen datos exquisitos", pero sus observaciones son limitadas, escribió Ellis en un correo electrónico. El equipo observó solo una galaxia, y esa galaxia es mucho más pequeña y menos masiva que las que parecen cortas en materia oscura. Además, las observaciones no cubren todo el disco galáctico, por lo que las estrellas pueden estar más lentas de lo que el equipo puede ver.

Motta está de acuerdo en que es posible una desaceleración lejana, aunque sus observaciones cubren la misma porción del disco de la galaxia que el estudio de las galaxias que parecen claras sobre la materia oscura.

"Estamos aproximadamente en el lugar en el que deberíamos ver el punto de inflexión" de estrellas rápidas a lentas, si es que existe, dice ella. "Pero tenemos que extender el estudio para obtener eso". A su equipo se le ha concedido más tiempo con ALMA el próximo año para seguir buscando.