Estas galaxias enanas parecen estar desprovistas de materia oscura, y no tiene sentido

Pregunte a los astrónomos sobre materia negra y una de las cosas de las que hablan es que esta “cosa” invisible y misteriosa impregna el universo. En particular, existe en los halos que rodean la mayoría de las galaxias.

La masa del halo ejerce una fuerte influencia gravitatoria sobre la propia galaxia, así como sobre otras en las inmediaciones. Esa es más o menos la visión estándar de la materia oscura y su influencia en las galaxias.

Sin embargo, hay problemas con la idea de estos halos. Aparentemente, hay galaxias enanas de formas extrañas que parecen no tener halos. Cómo es posible ? ¿Representan un desafío inducido por la observación de las ideas dominantes sobre los halos de materia oscura?

Encuentra galaxias enanas perturbadas

En el llamado “modelo estandar” de la cosmología, las capas o halos de materia oscura protegen a las galaxias de la influencia gravitatoria de los vecinos galácticos cercanos.

Sin embargo, cuando los astrónomos de la Universidad de Bonn y Saint Andrews en Escocia observaron el cúmulo cercano de Fornax, que se encuentra a unos 62 millones de años luz de nosotros, vieron algo extraño. .

Contiene una serie de galaxias enanas con formas distorsionadas y perturbadas. Es extraño, especialmente si van a estar rodeados de halos de materia oscura.

El cúmulo de galaxias de Fornax. (ESO/J. Emerson/VISTA)

Echemos un vistazo a las galaxias enanas. Son pequeños y débiles y generalmente se encuentran en cúmulos de galaxias o cerca de compañeros mucho más grandes. La galaxia de la Vía Láctea está rodeada por un grupo de galaxias enanas.

En realidad, está canibalizando especies como el esferoide enano de Sagitario. Curiosamente, estudios recientes muestran que al menos una de las galaxias enanas cercanas a la nuestra, una más antigua llamada Tucana II, tiene un halo de materia oscura sorprendentemente masivo.

Entonces, ¿qué es diferente en Fornax?

Allí, las galaxias enanas podrían ser “perturbadas” por las mareas gravitatorias de los vecinos más grandes del cúmulo. Las mareas ocurren cuando la gravedad de un cuerpo tira de manera diferente sobre diferentes partes de otro cuerpo. Son similares a las mareas en la Tierra cuando La luna tira con más fuerza del lado de la Tierra que está frente a él.

Las formas distorsionadas de las galaxias enanas vistas por el equipo apuntan a un problema con nuestra comprensión de la materia oscura.

“Tales perturbaciones en las enanas de Fornax no se esperan de acuerdo con el modelo estándar”, dijo Pavel Kroupa, profesor de la Universidad de Bonn y la Universidad Charles de Praga.

“De hecho, según este modelo, los halos de materia oscura de estos enanos deberían protegerlos en parte de las mareas provocadas por el cúmulo”.

Explicar las galaxias enanas distorsionadas

Kroupa y la estudiante de doctorado Elena Ascencio analizaron avistamientos de enanos perturbados en Fornax. Querían comprender el alcance de las distorsiones gravitacionales que muestran estas galaxias y qué las causa.

Los niveles esperados de distorsión dependen de varios factores. Una es las características internas de la galaxia enana. Además, su distancia desde el centro del grupo es importante. Aquí es donde las influencias gravitatorias son mucho más fuertes.

Por lo general, las galaxias que son de gran tamaño pero tienen pocas estrellas podrían verse fácilmente interrumpidas por fuertes mareas gravitatorias. Lo mismo ocurre con las galaxias más cercanas al núcleo del cúmulo.

Los miembros del equipo compararon lo que vieron en el cúmulo con las observaciones realizadas por el VLT Survey Telescope en el Observatorio Europeo Austral. Asencio señaló que lo que encontraron parece indicar problemas con el modelo estándar.

“La comparación mostró que, si uno quiere explicar las observaciones en el modelo estándar”, dijo, “las enanas de Fornax ya deberían haber sido destruidas por la gravedad desde el centro del cúmulo, incluso cuando las mareas que levanta sobre una enana son de sesenta y cinco”. cuatro veces más débil que la propia gravedad del enano”.

No solo es contrario a la intuición, dice, sino que también contradice estudios previos. El equipo también descubrió que la fuerza necesaria para perturbar una galaxia enana es casi igual a su propia gravedad.

¿Qué significa esto para el modelo estándar?

El equipo de investigación señala que es difícil explicar estas formas perturbadas y perturbadas de las galaxias enanas de Fornax si están rodeadas de materia oscura. En otras palabras, no deben distorsionarse si tienen halos.

Sin embargo, están allí con formas problemáticas. Esto significa que no hay halos de materia oscura alrededor de estas galaxias.

Obviamente, si se confirma lo que los astrónomos han encontrado, entonces el modelo estándar necesita algunos ajustes. Y hay al menos una explicación alternativa para las extrañas formas de las galaxias. Esto se llama el modelo MOND (abreviatura de Modified Newtonian Dynamics).

Esto sugiere que la ley de gravitación universal de Newton debería modificarse para tener en cuenta las propiedades observadas de las galaxias. Esto podría aplicarse para explicar por qué las galaxias distorsionadas se ven así.

Según el miembro del equipo de investigación Hongsheng Zhao de la Universidad de Saint Andrews, encontrar enanas perturbadas sin halos de materia oscura es un gran desafío para la visión actual.

Afirma que las galaxias tienen halos. Parece que no es así para todos, subraya.

“Nuestros resultados tienen importantes implicaciones para la física fundamental”, dijo. “Esperamos encontrar más enanas perturbadas en otros cúmulos, una predicción que otros equipos deberían verificar”.

Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Lirio el articulo original.