Los astrofísicos dicen que encontraron una ‘galaxia sin materia oscura’

La materia oscura

La materia oscura.

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Aquí hay un problema: el universo actúa como si fuera mucho más masivo de lo que parece.

Toma galaxias, esas gigantescas masas giratorias de estrellas. Las leyes del movimiento y la gravedad nos dicen qué tan rápido deben girar estos objetos dada su masa. Pero las observaciones a través de telescopios los muestran girando mucho más rápido de lo que esperábamos, como si en realidad fueran mucho más masivas que las estrellas que podemos ver.

Los astrofísicos han encontrado dos soluciones principales para este problema. O hay una gran cantidad de masa en el universo que no podemos detectar directamente, los científicos de masas llaman a la materia oscura, o no hay materia oscura por ahí, pero hay algo que falta en nuestras leyes de gravedad y movimiento. Los investigadores llaman a la segunda solución propuesta dinámica newtoniana (MOND), lo que sugiere que si las leyes se ajustan adecuadamente, el universo tendría sentido sin la materia oscura.

Un nuevo documento, publicado hoy (28 de marzo) en la revista Nature, proporciona pruebas contundentes de que realmente hay materia oscura y que modificar las leyes de la física no resolvería por sí solo el problema de peso del universo.

En ese estudio, los investigadores encontraron un objeto que podría existir en un universo que tiene materia oscura, pero sería casi inimaginable en un universo MOND: una galaxia totalmente normal, que parece funcionar sin fuerzas de tipo de materia oscura.

Los investigadores vieron por primera vez la galaxia NGC 1052-DF2 a través del Dragonfly Telephoto Array. Luego, después de largas observaciones a través de telescopios como Hubble y Hawaii’s Gemini y W.M. Los observadores de Keck, los investigadores encontraron que la galaxia se comporta exactamente de la manera que nuestras leyes de la física predicen que debería ser, sin la necesidad de correcciones de materia oscura. Se mueve tan rápido como sugerirían las antiguas leyes de la astrofísica, cuando se calcula en base a la masa de estrellas que los investigadores pueden ver. Y esa normalidad es profundamente extraña.

Por lo tanto, NGC 1052-DF2 es un rascador de cabeza ya sea que se incline hacia la materia oscura o hacia MOND. Pero los físicos contactados por Live Science para analizar este artículo en su mayoría dijeron que el descubrimiento hizo que la materia oscura (ya sea la explicación dominante de la rareza del universo) parezca mucho más probable.

Lo que hace que la materia oscura, o lo que sea que está causando que el espacio ultraterrestre se mueva de forma tan extraña, es que está distribuida de forma predecible por todo el universo. Los físicos esperan que la materia oscura sea “aureola” alrededor de galaxias ligeras y débiles como NGC 1052-DF2 para que sean extra grandes, y esperan encontrar menos evidencia de efectos de materia oscura en galaxias más masivas. De manera similar, los teóricos de MOND esperan encontrar los efectos observables más significativos de sus leyes modificadas en galaxias menos masivas como NGC 1052-DF2, y efectos menores en galaxias más masivas.

Kathryn Zurek, una astrofísica del Lawrence Berkeley National Laboratory que no trabajó en el periódico, escribió en un correo electrónico a Live Science que el descubrimiento “parece en la superficie ser otro clavo en el ataúd de MOND”, porque “la ausencia de La DM [materia oscura] en esta galaxia muestra que los bariones [materia normal] y la DM se comportan realmente como sustancias separadas “.

En otras palabras, encontrar una galaxia sin materia oscura es una evidencia bastante buena de que la materia oscura es algo real. Si no hubiera tal cosa como la materia oscura y las leyes actuales de la física fueran ligeramente incorrectas, esperaría que las leyes fueran igual de incorrectas en NGC 1052-DF2 que en cualquier otra parte.

Pero eso no significa que los resultados en este documento proporcionen un soporte perfecto para las teorías de la materia oscura tampoco.

“Hay simulaciones del universo comenzando cerca del Big Bang que muestran que la materia oscura fue producida y atraída gravitacionalmente por la materia normal, y así es como se formaron las galaxias”, dijo Dan Bauer, físico del Fermi National Accelerator Laboratory, quien estudia la materia oscura y no funcionó en el papel.

Al principio de todo, sugieren esas simulaciones, toda la materia que vemos en la galaxia se extendió en un gas delgado. Pero la materia oscura flotaba en grupos. Y con el tiempo, esos grupos atrajeron el gas con su gravedad. El gas crujió en bolas, se iluminó como estrellas y formó planetas y galaxias.

“Básicamente, fue la semilla para el dibujo en la materia normal”, dijo Bauer a Live Science. “Entonces, si encuentras una galaxia que parece no tener materia oscura, tienes que preguntar: ‘¿Cómo se formó?'”.

Mientras que NGC 1052-DF2 no rompe ninguna regla fundamental de la teoría de la materia oscura, Bauer dijo que la galaxia es sorprendente e inesperada para forzar a los astrofísicos a desarrollar algunos modelos nuevos de cómo las galaxias se unen.

Stacy McGaugh, una astrofísica de la Case Western Reserve University en Ohio que trabajó tanto en materia oscura como en MOND y no trabajó en el periódico, no estuvo de acuerdo con la idea de que esta galaxia refute MOND o refuerce el caso de la materia oscura.

“Encuentro este [descubrimiento] poco probable en todos los contextos posibles”, escribió McGaugh en un correo electrónico. “Eso no lo hace mal, solo realmente extraño”.

Si NGC 1052-DF2 se comporta como lo describe la nueva investigación, escribió, eso presenta desafíos para ambas explicaciones para la masa que falta en el universo. Claro, MOND no explica fácilmente que una galaxia se comporte como si no hubiera masa faltante. Pero los teóricos de la materia oscura han dependido en gran medida de la idea del “emparejamiento de la abundancia”, que vincula las masas de halos de materia oscura con las masas de las galaxias que rodean.

“Esta ha sido una experiencia común mía: cuando encuentro algo que no tiene sentido en MOND, tampoco tiene sentido en la materia oscura”, escribió.

Pero McGaugh fue algo atípico en esta perspectiva.

“No creo que [punto de vista] sea convincente”, dijo Bauer. “Para mí, hay muchas formas en que podrías formar una galaxia como esta, por ejemplo, en una colisión de otras galaxias”.

McGaugh también argumentó que el documento se basa en muy pocos datos para que los científicos estén totalmente seguros de su conclusión. Los investigadores descubrieron la velocidad de giro de NGC 1052-DF2 al observar el movimiento de 10 objetos en la región de la galaxia. Y 10 objetos no siempre son suficientes para medir con precisión el movimiento de una galaxia, dijo.

“No tengo ninguna razón para dudar de los datos, aunque observo que solo hay 10 objetos que contribuyen a la medición [de la velocidad]”, escribió. Y 10 objetos no siempre son suficientes para medir con precisión el movimiento de una galaxia. “Cuando se obtienen más datos, a veces esta [cantidad] demuestra que ha sido suficiente, pero a veces resulta que ha sido inadecuada. Por lo tanto, este es el borde peludo de creíble “.

También planteó la posibilidad de que otra galaxia cercana estuviera modificando el movimiento de NGC 1052-DF2 a través de un elemento de MOND denominado “efecto de campo externo”. Sin embargo, dijo que necesitaba datos más precisos para decir más.

Live Science contactó a varios otros expertos en rotación galáctica para conocer sus opiniones sobre la solidez de las mediciones y afirmaciones del artículo, pero ninguno respondió al momento de la publicación.

Bauer, cuya investigación se centra en la materia oscura pero no en la rotación galáctica, dijo que el siguiente paso más interesante para él implicará simulaciones. Dijo que quiere ver si los investigadores que modelan cómo se forman las galaxias pueden proponer modelos que den cuenta de NGC 1052-DF2.

En este momento, un artículo sobre una galaxia está lejos de ser una prueba firme de la existencia de la materia oscura. Pero es una pista más tentadora sobre el misterio invisible del universo.

Fuente: Haz click aquí.

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