Galaxia descubierta sin rastros de materia oscura

Un equipo internacional de astrónomos dirigido por investigadores de los Países Bajos no encontró rastros de materia oscura en la galaxia AGC 114905, a pesar de tomar medidas detalladas en el transcurso de cuarenta horas con telescopios de última generación. Presentarán sus hallazgos en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

Cuando Pavel Mancera Piña (Universidad de Groningen y ASTRON, Países Bajos) y sus colegas se enteraron seis galaxias con poca o ninguna materia oscura, se les dijo «mida de nuevo, verá que habrá materia oscura alrededor de su galaxia». Sin embargo, después de cuarenta horas de observaciones detalladas utilizando el Very Large Array (VLA) en Nuevo México (Estados Unidos), la evidencia de una galaxia desprovista de materia oscura solo se hizo más fuerte.

La galaxia en cuestión, AGC 114905, está a unos 250 millones de años luz de distancia. Está clasificada como una galaxia enana ultradifusa, y el nombre de «galaxia enana» se refiere a su brillo y no a su tamaño. La galaxia es del tamaño de la nuestra vía Láctea pero contiene mil veces menos estrellas. La idea predominante es que todas las galaxias, y ciertamente las galaxias enanas ultradifusas, solo pueden existir si se mantienen unidas por la materia oscura.

La galaxia AGC 114905. La emisión estelar de la galaxia se muestra en azul. Las nubes verdes muestran gas hidrógeno neutro. La galaxia no parece contener materia oscura, incluso después de 40 horas de mediciones detalladas con telescopios de última generación. Crédito: Javier Román & Pavel Mancera Piña

Los investigadores recopilaron datos sobre la rotación del gas en AGC 114905 durante 40 horas entre julio y octubre de 2020 utilizando el telescopio VLA. A continuación, hicieron un gráfico que muestra la distancia del gas desde el centro de la galaxia en el eje xy la velocidad de rotación del gas en el eje y. Esta es una forma estándar de detectar la presencia de materia oscura. El gráfico muestra que los movimientos de gas en AGC 114905 solo pueden explicarse completamente por materia normal.

«Esto es, por supuesto, lo que pensamos y esperábamos porque confirma nuestras mediciones anteriores», dice Pavel Mancera Piña. “Pero ahora el problema sigue siendo que la teoría predice que debe haber materia oscura en AGC 114905, pero nuestras observaciones dicen que no la hay. De hecho, la diferencia entre teoría y observación solo está creciendo «.

En su publicación científica, los investigadores enumeran una a una las posibles explicaciones de la falta de materia oscura. Por ejemplo, AGC 114905 puede haber sido despojado de materia oscura de grandes galaxias cercanas. Mancera Piña: “Pero no las hay. Y en el marco de formación de galaxias más conocido, el llamado modelo de materia oscura fría, tendríamos que introducir valores de parámetros extremos que están mucho más allá del rango normal. Incluso con la dinámica newtoniana modificada, una teoría alternativa a la materia oscura fría, no podemos reproducir los movimientos del gas dentro de la galaxia «.

Según los investigadores, existe otra hipótesis que podría cambiar sus conclusiones. Este es el ángulo estimado en el que planean observar la galaxia. «Pero ese ángulo tiene que desviarse mucho de nuestra estimación antes de que haya espacio para la materia oscura nuevamente», dice el coautor Tom Oosterloo (ASTRON).

Mientras tanto, los investigadores están examinando en detalle una segunda galaxia enana ultradifusa. Si una vez más no ves ningún rastro de materia oscura en esa galaxia, el caso de las galaxias pobres en materia oscura será aún más fuerte.

La investigación de Mancera Piña y colaboradores no es un caso aislado. Anteriormente, por ejemplo, el holandés estadounidense Pieter van Dokkum (Universidad de Yale, EE. UU.) Descubrió un galaxia con muy poca materia oscura. Las técnicas y mediciones de Mancera Piña y sus colegas son más sólidas.

Referencia: «Sin necesidad de materia oscura: cinemática resuelta de la galaxia ultradifusa AGC 114905» por Pavel E. Mancera Piña, Filippo Fraternali, Tom Oosterloo, Elizabeth AK Adams, Kyle A. Oman y Lukas Leisman, pendiente, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
arXiv: 2112.00017