El descubrimiento de galaxias sin materia oscura parecería ir en contra de todo lo que conocemos sobre la idea de la materia oscura. Hace algún tiempo se descubrió la primera. Ahora, hay que sumar una segunda galaxia a la lista. Pero, ¿qué quiere decir?

Galaxias sin materia oscura… pero muy grandes

El equipo de astrónomos que descubrió NGC 1052-DF2, la primera galaxia sin materia oscura observada, ha vuelto a la carga. Ahora traen más evidencias para demostrar que ese descubrimiento es correcto. No solo eso, también han encontrado otra galaxia sin materia oscura. Pero, ¿qué tiene esto de importante? La materia oscura es una sustancia invisible que no interacciona con nada. Normalmente, es abundante en la composición de las galaxias. ¿Cómo lo podemos saber si no se puede observar? Porque es imprescindible…

Galaxias sin materia oscura: descubren otra galaxia ultradifusa
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La galaxia ultradifusa NGC 1052-DF2. Crédito: NASA, ESA, y P. van Dokkum (Yale University)

Si solo contásemos la materia bariónica (es decir, la materia normal, la que sí podemos ver), veremos que las galaxias no tendrían suficiente gravedad para mantenerse unidas por sí mismas. Sus estrellas saldrían disparadas en todas direcciones. Por lo que encontrarse con galaxias sin materia oscura es sorprendente y desconcertante. Sin embargo, saber de solo una galaxia sin materia oscura, hasta ahora, era más una anécdota. Como explican los propios investigadores, siempre cabe la posibilidad de que, simplemente, sus análisis fuesen erróneos.

Quizá hubiesen encontrado una galaxia que parecía especial y, en realidad, simplemente habían cometido un error en algún punto del camino. No sería la primera vez que sucede. El descubrimiento de una segunda galaxia, sin embargo, disipa esas dudas. Realmente hay galaxias sin materia oscura. Las dos son galaxias ultradifusas. Con todo esto en mente, los investigadores han publicado dos nuevos estudios. De ellos, se puede desprender que la materia oscura no está relacionada, necesariamente, con las galaxias. Es decir, son cosas diferentes.

Qué nos dice la existencia de galaxias sin materia oscura

Hasta hace muy poco, no sabíamos siquiera de la existencia de una sola galaxia de este tipo. El primer estudio confirma que las observaciones de NGC 1052-DF2, la primera galaxia de este tipo, son correctas. No tiene materia oscura o, de haberla, es una cantidad muy pequeña. Al menos es lo que se desprende de las observaciones realizadas con otros observatorios tras el descubrimiento. Así, vieron que el movimiento de los cúmulos globulares de la galaxia es consistente con la materia normal que se encuentra en su interior.

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El cúmulo globular Messier 15, observado por el telescopio Hubble. Crédito: NASA, ESA

Si hubiese materia oscura, esos cúmulos deberían moverse mucho más rápido. Apoyando la teoría de que no hay materia oscura en NGC 1052-DF2. Por otro lado, el segundo estudio presenta una segunda galaxia ultradifusa. Se trata de NGC 1052-DF4. Así que ya conocemos dos galaxias sin materia oscura. El hallazgo es muy intrigante porque también apunta a que debería haber más objetos de este tipo en otros lugares del universo. Aunque no ofrece, por ahora, respuestas a las preguntas que se nos podrían venir a la mente. Por ejemplo, ¿cómo se formaron?

Lo que sabemos es que son muy diferentes a las galaxias grandes que podemos observar. Ambas galaxias ultradifusas son tan grandes como la Vía Láctea. Sin embargo, tienen entre 100 y 1 000 veces menos estrellas que la nuestra. Algo que provoca que sean translúcidas y difíciles de observar (de ahí su nombre). Pero que se trate de galaxias sin materia oscura lo que hace es, en realidad, reforzar la idea de que la existencia de la materia oscura tiene sentido. No está relacionada con la materia ordinaria y, por tanto, puede encontrarse de forma separada.

Un descubrimiento que reduce confusiones

De hecho, la existencia de estas galaxias ultradifusas es un punto a favor de nuestra comprensión del universo. Porque su existencia es muy difícil de explicar en las teorías que cambian el funcionamiento de la gravedad (a gran escala) para intentar proponer alternativas a la materia oscura. Apunta de nuevo, por tanto, a que el modelo cosmológico estándar es el que mejor explica el universo tal y como lo conocemos. La materia oscura, a pesar de lo difícil de su detección, es necesaria. Porque nos permite entender cómo se mantienen unidas las galaxias.

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La Vía Láctea, y galaxias cercanas, vista por la sonda Gaia. Crédito: ESA/Gaia/DPAC

Los investigadores tienen claro cuáles son los próximos objetivos. El primer paso es comprender cómo de comunes son estas galaxias ultradifusas. Con cada descubrimiento tendrán más casos de estudio. Algo que les permitirá entender mejor cuáles son sus propiedades y cómo encajan en nuestro conocimiento actual del universo. Todo apunta a que, en el futuro, habrá más descubrimientos. Parece que es cuestión de tiempo que la lista de galaxias de este tipo crezca.

Con cada descubrimiento, estaremos algo más cerca de entender las propiedades de la materia oscura. Es una de las grandes preguntas de la ciencia moderna. Pero no solo eso, el hallazgo de estas galaxias también nos recuerda que, aunque pueda parecer lo contrario, quedan muchas cosas por descubrir. Quizá, en un tiempo no muy lejano, también comencemos a comprender mejor la energía oscura, responsable de la aceleración de la expansión del universo. A fin de cuentas, es incluso más abundante que la materia oscura…

Estudios

El primer estudio, sobre NGC 1052-DF2, es S. Danieli, P. van Dokkum, C. Conroy et al; «Still Missing Dark Matter: KCWI High-Resolution Stellar Kinematics of NGC1052-DF2». Publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters el 29 de marzo de 2017. Puede ser consultado en este enlace.

El segundo estudio, sobre NGC 1052-DF4 es P. van Dokkum, S. Danieli, R. Abraham et al; «A second galaxy missing dark matter in the NGC1052 group». Publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters. Puede ser consultado en este enlace.

Referencias: Phys