Un grupo de investigadores ha descubierto algo que podría ser o bien la galaxia más pequeña conocida, o el cúmulo estelar más lejano perteneciente a la Vía Láctea. La pregunta, por tanto, es de qué manera se puede distinguir entre uno y otro. Algo que es mucho más complejo de lo que podría parecer…
Cómo saber si es la galaxia más pequeña o no
¿De qué manera se puede distinguir una galaxia de un cúmulo estelar? La definición de cada cosa parece suficientemente clara. A fin de cuentas, una galaxia es una gran agrupación de millones o miles de millones de estrellas. Un cúmulo estelar, por su parte, suele tener apenas un millar. El mundo real, sin embargo, es bastante más complejo. La línea entre galaxias y cúmulos estelares puede ser mucho más difusa. Eso es lo que sucede, precisamente, con un objeto llamado UMa3/U1. Su aspecto es muy diferente al de galaxias como Andrómeda y la Vía Láctea.
Las galaxias grandes están ligadas gravitacionalmente por su materia y están dominadas por materia oscura. Además, es fácil distinguir cosas como el cúmulo de las Pléyades. Son grupos de estrellas que están ligados gravitacionalmente de una manera más endeble y sin materia oscura. Pero las cosas son mucho más complejas en el caso de las galaxias enanas ultratenues (UFDs, por sus siglas en inglés). Las UFDs están dominadas por materia oscura. La masa de la Vía Láctea, por ejemplo, es un 85% materia oscura y solo un 15% materia normal.
Una galaxia enana ultratenue, sin embargo, puede tener mil veces más materia oscura que luminosa. Por eso son tan tenues. Dado que las UFDs a menudo contienen algunas de las estrellas más viejas del universo, los astrónomos las estudian para encontrar más pistas sobre los orígenes de las galaxias. Por eso UMa3/U1 es un objeto mucho más interesante de lo que pudiera parecer a simple vista. Su nombre ya nos desvela que hay un problema. Si, realmente es una galaxia enana, entonces su nombre debería ser Ursa Major III, por su ubicación y características.
El nombre de este objeto tan complejo
Es el nombre que le correspondería por ser una galaxia satélite de la Vía Láctea que está en la dirección de la constelación de la Osa Mayor (y esto es a lo que hace referencia UMa3). Pero, si se trata de un viejo cúmulo estelar, entonces su nombre debería ser UNIONS 1 (U1), porque fue descubierto por la encuesta astronómica UNIONS. Su nombre viene de las siglas (en inglés) de Encuesta Óptica, Ultravioleta, Infrarrojo Cercano del Norte. Si, además, fuese una galaxia, entonces estaríamos ante la galaxia más pequeña y dominada por materia oscura conocida.
Si, por el contrario, es un cúmulo estelar, entonces tendría otro récord. Su edad se estima en unos 11 000 millones de años y se convertiría en el cúmulo estelar más viejo descubierto. UMa3/U1 es tremendamente pequeño. Apenas mide 20 años-luz y tan solo contiene 60 estrellas. Su masa visible es de apenas 16 masas solares. Es decir, 16 veces la masa del Sol. En comparación, las Pléyades tiene el mismo tamaño pero contiene más de 1000 estrellas y unas 800 masas solares. Así que la auténtica pregunta es si UMa3/U1 está dominado por materia oscura.
En un estudio reciente, el equipo ha repasado diferentes pruebas para distinguir cúmulos estelares de galaxias enanas. Su primera opción fue analizar la dinámica de las estrellas visibles, suponiendo que se trata de un cúmulo estelar. Basándose en sus movimientos conocidos, el equipo ha simulado cuánto tiempo habría que esperar hasta que las estrellas terminen escapando de la atracción gravitacional que se ejercen mutuamente. Es algo a lo que se conoce como evaporación. Basándose en sus simulaciones, el cúmulo podría sobrevivir 2 o 3000 millones de años más.
La galaxia más pequeña podría ser en realidad, simplemente, un cúmulo estelar
Esa cifra es una fracción considerable de la edad estimada de 11 000 millones de años. Por lo que una conclusión que se puede extraer es que, en principio, U1 debería ser un simple cúmulo estelar que es estable. La segunda prueba que llevó a cabo el equipo es algo conocido como función de masa. Esta función específica cómo varía la masa de un cúmulo con la distancia. Si es un cúmulo, entonces su masa debería estar distribuida de una manera bastante uniforme. Si es una galaxia, sin embargo, las estrellas deberían estar agrupadas hacia el centro.
En este sentido, los datos no son tan concluyentes. La distribución de estrellas visibles encaja bastante bien con el modelo de un cúmulo. Para una galaxia, las estrellas centrales deberían ser principalmente enanas blancas y estrellas de neutrones. Son objetos demasiado tenues para poder distinguirlos con las observaciones actuales. En general, las evidencias apuntan en la dirección de que UMa3/U1 es un cúmulo estelar. Pero el equipo destaca que hará falta llevar a cabo más observaciones de galaxias enanas ultratenues para ser concluyentes.
Por suerte, la llegada de futuros telescopios, como el Observatorio Vera Rubin, permitirá descubrir muchas más galaxias enanas tenues con el paso del tiempo. Así que es cuestión de tiempo, y mejor tecnología, tener una imagen mucho más detallada de cómo son las galaxias enanas ultratenues y, con ello, entender mejor cómo encaja UMa3/U1 en este panorama. Ya sea una galaxia enana o un cúmulo estelar, será un objeto que establezca un récord por un motivo u otro. Veremos qué se descubre en los próximos años en este campo…
Estudio
El estudio es S. Devlin, H. Baumgardt y S. Sweet; «Reevaluating UMa3/U1: star cluster or the smallest known galaxy?». Publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Puede consultarse en arXiv, en este enlace.
Referencias: Universe Today
