Vivimos en una galaxia de gran ciudad. La Vía Láctea es tan grande que tiene galaxias satélites que la orbitan, al igual que la Luna orbita la Tierra. Estos arreglos nos dicen mucho sobre los secretos del universo, desde cómo se forman las galaxias hasta la naturaleza misteriosa de la materia oscura.

Dos nuevos estudios han revelado cada vez más sobre estas galaxias 'groupie' alrededor de la Vía Láctea, incluyendo evidencia de que las grandes galaxias satélites pueden traer consigo sus propios satélites pequeños cuando son succionadas a la órbita alrededor de la Vía Láctea. Los científicos también han extraído información sobre los halos de materia oscura que rodean estas galaxias, así como una predicción de que nuestra galaxia de origen debería albergar unas 100 galaxias satélites muy débiles adicionales en espera de ser descubiertas.

La investigación, codirigido por la Universidad de Chicago Asst. El profesor Alex Drlica-Wagner en colaboración con científicos del Laboratorio Nacional Acelerador SLAC y la Universidad de Wisconsin-Madison, fue publicado en la edición de abril de la Diario astrofísico . Se basa en gran medida en datos de Dark Energy Survey, un esfuerzo innovador para mapear los cielos liderado por Fermi National Accelerator Laboratory y la Universidad de Chicago.

"Los datos de Dark Energy Survey nos brindan una sensibilidad sin precedentes para los más pequeños, más antiguo, y la mayoría de las galaxias dominadas por materia oscura, ", dijo Drlica-Wagner." Estas galaxias tenues pueden enseñarnos mucho sobre cómo se forman las estrellas y las galaxias ".

Brillando la luz de las galaxias sobre la materia oscura

Los astrónomos saben desde hace mucho tiempo que la Vía Láctea tiene galaxias satélites, incluida la notable Gran Nube de Magallanes, que se puede observar a simple vista en el hemisferio sur, pero gracias a las encuestas con grandes telescopios, la lista de satélites conocidos ha aumentado a unos 60 en las últimas dos décadas.

Estas galaxias nos dicen mucho sobre el cosmos, incluida la cantidad de materia oscura que se necesita para formar una galaxia, cuántas galaxias satélite deberíamos esperar encontrar alrededor de la Vía Láctea, y si las galaxias pueden poner sus propios satélites en órbita alrededor del nuestro, una predicción clave del modelo más popular de materia oscura. (La respuesta a esa última pregunta parece ser un rotundo "sí").

"Queríamos responder rigurosamente a la pregunta:¿Cuál es la galaxia más débil que nuestros telescopios pueden detectar?" Dijo Drlica-Wagner.

Para responder a esta pregunta, simularon más de un millón de pequeñas galaxias satélite, los incrustó en grandes conjuntos de datos astronómicos, y utilizó sus algoritmos de búsqueda para intentar volver a extraerlos. Esto les permitió determinar qué galaxias podían detectarse y cuáles eran demasiado débiles para los telescopios actuales. Luego combinaron esta información con grandes simulaciones numéricas de agrupamiento de materia oscura para predecir la población total de satélites alrededor de la Vía Láctea (incluidos los que podemos ver, y los que no podemos).

El resultado fue una predicción de que quedan alrededor de 100 galaxias más por descubrir orbitando la Vía Láctea. Si se descubren las 100 galaxias "perdidas", esto ayudaría a confirmar el modelo de los investigadores que vincula la materia oscura y la formación de galaxias.

"Una de las cosas más interesantes de este trabajo es que podremos utilizar nuestras mediciones de las galaxias satélites para comprender las propiedades microscópicas de la materia oscura". "Dijo Drlica-Wagner.

El modelo principal de la materia oscura es que es una partícula subatómica, como un electrón o un protón, que se formó en el universo temprano. Si estas partículas de materia oscura fueran muy ligeras, podrían haber tenido una velocidad muy alta, lo que dificultaría que la materia oscura se aglutine y forme las galaxias que vemos hoy. Por lo tanto, observando una gran cantidad de galaxias pequeñas, es posible poner un límite inferior a la cantidad de masa que podría tener una partícula de materia oscura, dijeron los científicos.

"La naturaleza de las partículas de la materia oscura puede tener consecuencias observables para las galaxias que vemos, "dijo Drlica-Wagner.