Madrid. Tres nuevos estudios codirigidos por científicos de Stanford revelan que el nacimiento de nuestra galaxia puede no ser típico de cómo evolucionaron otras.
Durante décadas, los científicos han utilizado la Vía Láctea como modelo para comprender cómo se forman las galaxias. Pero un trío de nuevos estudios plantea preguntas sobre si la Vía Láctea es realmente representativa de otras galaxias en el universo.
La Vía Láctea ha sido un laboratorio increíble, incluso para las físicas de la formación de galaxias y de la materia oscura
, dijo en un comunicado Risa Wechsler, profesora de física en la Escuela de Humanidades y Ciencias. Pero la Vía Láctea es sólo un sistema y puede no ser típica de cómo se formaron otras galaxias. Por eso es fundamental encontrarlas similares y compararlas
.
Para lograrlo, Wechsler cofundó el proyecto Satélites Alrededor de Galaxias Análogas (SAGA), dedicado a comparar galaxias similares en masa a la Vía Láctea.
Después de más de una década de explorar el universo, el equipo de SAGA identificó y estudió 101 galaxias análogas similares a la Vía Láctea como un primer paso en su investigación en curso. Los resultados, publicados en tres estudios en The Astrophysical Journal, revelan que, en muchos sentidos, la historia evolutiva de la Vía Láctea es diferente a la de otras galaxias de tamaño comparable.
Nuestros resultados muestran que no podemos limitar los modelos de formación de galaxias sólo a la Vía Láctea
, señaló.
Materia oscura
Además de Wechsler, el proyecto SAGA está también dirigido por la profesora Marla Geha, de la Universidad de Yale, y Yao-Yuan Mao, profesora adjunta en la Universidad de Utah. Los tres son coautores de los estudios recién publicados.
La Vía Láctea está formada por materia atómica ordinaria, como hidrógeno y hierro. Pero ésta sólo representa alrededor de 15 por ciento de la masa del universo. El 85 restante es sustancia oscura misteriosa e invisible.
Nadie sabe de qué está hecha la materia oscura
, indicó Wechsler. No interactúa con la ordinaria ni con la luz. Probablemente hay masa oscura circulando a través de ti ahora mismo y ni siquiera lo sabes.
Los estudios muestran que las galaxias se forman dentro de regiones masivas de materia oscura llamadas halos.
Un halo de materia oscura puede ser invisible, pero su enorme tamaño crea una fuerza gravitacional lo suficientemente fuerte como para atraer materia ordinaria del espacio y transformarla en estrellas y galaxias.
Un objetivo clave del sondeo SAGA es determinar cómo los halos de materia oscura afectan la evolución galáctica. Para empezar, el equipo se centró en los satélites galácticos, que orbitan alrededor de galaxias anfitrionas mucho más grandes, como la Vía Láctea. Los investigadores identificaron cuatro de las galaxias satélites más brillantes, incluidas las dos más grandes, conocidas como la Gran y Pequeña Nube de Magallanes (LMC y SMC).
Después, llevaron a cabo una búsqueda de satélites alrededor de otras galaxias anfitrionas de masa similar. Utilizando imágenes telescópicas, finalmente identificaron 378 que rodeaban a 101 anfitrionas similares a la Vía Láctea.
Hay una razón por la que nadie había intentado esto antes
, expuso Wechsler. Es un proyecto realmente ambicioso. Tuvimos que utilizar técnicas inteligentes para separar esas 378 galaxias en órbita de miles de objetos en el fondo. Es un verdadero problema de buscar una aguja en un pajar.
Tres estudios
En uno de los tres nuevos estudios de SAGA, los investigadores descubrieron que el número de satélites por galaxia anfitriona varía de cero a 13. Los cuatro satélites observables de la Vía Láctea encajan en ese rango.
Satélites grandes
La investigación también reveló que las galaxias anfitrionas con satélites grandes, similares en tamaño a las masivas LMC y SMC de la Vía Láctea, tienden a tener más satélites en general.
Pero la Vía Láctea en realidad alberga menos satélites que galaxias similares, lo que la convierte en un caso atípico entre sus pares.
Un segundo estudio se centró en la formación de estrellas en galaxias satélites, una métrica importante para comprender cómo evolucionan las galaxias. Descubrió que en una anfitriona típica, los satélites más pequeños aún están formando estrellas. Pero en la Vía Láctea, la formación de éstas sólo ocurre en los masivos LMC y SMC. Todos los satélites más chicos han dejado de formar estrellas.
Ahora tenemos un rompecabezas
, mencionó Wechsler. ¿Qué en la Vía Láctea causó que estos satélites pequeños y de menor masa vieran extinguida su formación estelar? Tal vez, a diferencia de una galaxia anfitriona típica, la Vía Láctea tiene una combinación única de satélites más antiguos que han dejado de formar estrellas y galaxias más nuevas y activas (la LMC y la SMC) que recientemente cayeron en el halo de materia oscura de la Vía Láctea
.
El estudio también descubrió que la formación de estrellas generalmente se detiene en las galaxias satélites ubicadas más cerca de la anfitriona, tal vez debido a la atracción gravitatoria de los halos de materia oscura dentro y alrededor de ésta.
Para mí, la frontera es averiguar qué hace la materia oscura en escalas más pequeñas que la Vía Láctea, como en los halos de materia oscura más chicos que rodean a estos satélites
, puntualizó Wechsler.
El tercer estudio, dirigido por el investigador de doctorado de Stanford Yunchong Wang, compara los nuevos datos con simulaciones por computadora y pide el desarrollo de un nuevo modelo de formación de galaxias basado en parte en el sondeo SAGA.
El proyecto proporciona un punto de referencia para avanzar en nuestra comprensión del universo a través del estudio detallado de las galaxias satélites en sistemas más allá de la Vía Láctea
, expresó Wechsler. Aunque terminamos nuestro objetivo inicial de mapear satélites brillantes en 101 galaxias anfitrionas, hay mucho más trabajo por hacer
.
