Científicos encuentran galaxias satélite perdidas de la Vía Láctea: un hito para la astronomía

Uno de los grandes misterios de la astronomía es la Materia Oscura, la cual representa casi el 85% de toda la materia que existe en el Universo. Siendo un poco estrictos debería llamarse “Materia Invisible” pues no interactúa con la luz y por lo tanto no la podemos ver.

Recientemente se han descubierto un par de galaxias satélites de la Vía Láctea que nos podrían ayudar a entender la naturaleza de la materia oscura. La ayuda sería a través de resolver un problema con el Modelo Estándar Cosmológico, en el que se asume que esta materia está hecha de partículas más lentas que la luz.

Actualmente se conocen unas 60 galaxias enanas que orbitan nuestra galaxia a distancias de no más de 1.4 millones de años luz. Las recién descubiertas se han agregado a esta lista, nombrandolas como Sextans II y Virgo III, por su ubicación en el cielo.

¿Cuántas galaxias satélite tiene la Vía Láctea? Esta ha sido una pregunta importante para los astrónomos durante décadas. Las más famosas y grandes de estas galaxias satélites enanas de la Vía Láctea son la Gran Nube de Magallanes (LMC) y la Pequeña Nube de Magallanes (SMC).

Telescopio SUBARU, más allá de lo invisible

La materia oscura sigue siendo un enigma cosmológico porque no interactúa con la luz ni con la materia ordinaria que forma las estrellas, los planetas, las lunas y a nosotros mismos. Y, si es que interactúa, esas interacciones son tan débiles que no podemos detectarlas.

Esto sugiere que la materia oscura podría estar compuesta de partículas aún no descubiertas, aunque también hay teorías que no requieren nuevas partículas. Por ejemplo, algunos científicos han considerado que la materia oscura podría consistir en pequeños agujeros negros primordiales formados justo después del Big Bang.

Es por esto que Masahi Chiba, profesor de la Universidad de Tohoku y líder del proyecto usó el telescopio Subaru, ubicado en el volcán extinto de Mauna Kea en Hawaii para detectar el par de galaxias enanas y con el cual ya había descubierto anteriormente otras 3 de éstas.

Muchos pequeños satélites de galaxias enanas de la Vía Láctea permanecen sin descubrir debido a su naturaleza distante y débil, pero Chiba y sus colegas estaban decididos a comenzar a encontrar estos objetos esquivos.

Las galaxias desaparecidas

La clave reside en que la materia oscura interactúa con la gravedad, lo que influye en la dinámica de la luz y la materia normal. Esto ha ayudado a los científicos a inferir la presencia de materia oscura y poder determinar las envolturas de esta misteriosa sustancia que se extienden mucho más allá de los discos galácticos y la materia visible.

El modelo ΛCDM predice que estos halos de materia oscura han desempeñado un papel importante en la evolución de las galaxias. Formaron pozos gravitacionales en donde caían el gas y el polvo que formaban estrellas dentro de las galaxias. Con el tiempo, estos halos también se unieron, formando grandes galaxias como la Vía Láctea.

Lo más importante del modelo es que también sugiere que deberían haber cientos de galaxias satélite alrededor de las galaxias más grandes. Por ejemplo, las simulaciones predicen que nuestra galaxia vecina, Andrómeda, debería estar rodeada por 500 galaxias satélite. Sin embargo, sólo se han encontrado 39.

Las simulaciones para la Vía Láctea, indican que nuestra galaxia debería tener unas 220 galaxias enanas alrededor, pero no se han podido encontrar todas. El descubrimiento de Sextans II y Virgo III ayuda a restablecer ese equilibrio. Aún así, los futuros resultados podrían presentar a los cosmólogos el problema contrario al inicio, galaxias que no deberían estar.

¿Le sobran, le faltan?

Aunque el número de galaxias enanas de la Vía Láctea identificadas aún está muy por debajo de las 220 previstas, el equipo de investigación consideró que el telescopio Subaru no puede observar todo el cielo nocturno.

Combinaron la distribución de las galaxias enanas que Subaru ha detectado con su “huella” en el cielo nocturno para estimar cuántos satélites deberían rodear nuestra galaxia. Esto llevó a la conclusión de que 500 galaxias orbitan la Vía Láctea, más del doble de lo que predicen las simulaciones basadas en el modelo ΛCDM.

Entonces, ¿han pasado los científicos de un “problema de escasez de galaxias enanas” a un problema de “exceso de galaxias enanas”? Quizás no. Recientemente, el astrónomo aficionado Giuseppe Donatiello descubrió cinco nuevas galaxias satélite alrededor de la galaxia Sculptor, conocida oficialmente como NGC 253.

Al observar la distribución de galaxias satélite alrededor de Sculptor, encontraron que estas galaxias, situadas a unos 11.5 millones de años luz de la Tierra, no estaban distribuidas uniformemente. Es decir, las pequeñas galaxias parecían tener una “dirección preferida”, con más galaxias en un lado de la galaxia que en el otro.

Un número incierto

Si también existe una dirección preferida para las galaxias enanas alrededor de la Vía Láctea y el telescopio Subaru observa en esa dirección, entonces las estimaciones basadas en sus observaciones podrían estar sobreestimadas.

El equipo que realizó estos descubrimientos sobre las galaxias enanas de la Vía Láctea ahora planea investigar más a fondo el número real de galaxias satélite que nos rodean utilizando otro telescopio terrestre.

Concluyó Chiba. El próximo año, el Observatorio Vera C. Rubin en Chile se utilizará para este propósito. Esperando que se descubran muchas nuevas galaxias satélite.

Referencia de la nota:

"Final results of the search for new Milky Way satellites in the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program survey: Discovery of two more candidates". Daisuke Homma, Masashi Chiba, Yutaka Komiyama, Masayuki Tanaka y 10 más. Publications of the Astronomical Society of Japan, psae044, https://doi.org/10.1093/pasj/psae044