La medición de distancia más precisa hasta ahora de la galaxia ultradifusa (UDG) NGC1052-DF2 (DF2) confirma más allá de cualquier sombra de duda que carece de materia oscura. La distancia recién medida de 22,1 +/- 1,2 megaparsecs fue obtenida por un equipo internacional de investigadores dirigido por Zili Shen y Pieter van Dokkum de la Universidad de Yale y Shany Danieli. becario del Hubble de la NASA en el Instituto de Estudios Avanzados.

"Determinar una distancia precisa a DF2 ha sido clave para respaldar nuestros resultados anteriores, ", afirmó Danieli." La nueva medición informada en este estudio tiene implicaciones cruciales para estimar las propiedades físicas de la galaxia, confirmando así su falta de materia oscura ".

Los resultados, publicado en Cartas de revistas astrofísicas el 9 de junio 2021, se basan en 40 órbitas del telescopio espacial Hubble de la NASA, con imágenes de la Cámara avanzada para encuestas y un análisis de la 'punta de la rama gigante roja' (TRGB), el estándar de oro para medidas tan refinadas. En 2019, el equipo publicó resultados que miden la distancia al vecino UDG NGC1052-DF4 (DF4) basado en 12 órbitas de Hubble y análisis de TRGB, que proporcionó evidencia convincente de la falta de materia oscura. Este método preferido amplía los estudios del equipo de 2018 que se basaron en las "fluctuaciones del brillo de la superficie" para medir la distancia. Ambas galaxias fueron descubiertas con Dragonfly Telephoto Array en el observatorio New Mexico Skies.

"Nos arriesgamos con nuestras observaciones iniciales del Hubble de esta galaxia en 2018, ", dijo van Dokkum." Creo que la gente hizo bien en cuestionarlo porque es un resultado tan inusual. Sería bueno si hubiera una explicación simple, como una distancia equivocada. Pero creo que es más divertido e interesante si en realidad es una galaxia extraña ".

Además de confirmar los hallazgos de distancia anteriores, Los resultados del Hubble indicaron que las galaxias estaban ubicadas un poco más lejos de lo que se pensaba anteriormente, fortaleciendo el caso de que contienen poca o ninguna materia oscura. Si DF2 estuviera más cerca de la Tierra, como afirman algunos astrónomos, sería intrínsecamente más débil y menos masivo, y la galaxia necesitaría materia oscura para explicar los efectos observados de la masa total.

La materia oscura se considera un ingrediente esencial de las galaxias, pero este estudio brinda más evidencia de que su presencia puede no ser inevitable. Si bien la materia oscura aún no se ha observado directamente, su influencia gravitacional es como un pegamento que mantiene unidas a las galaxias y gobierna el movimiento de la materia visible. En el caso de DF2 y DF4, Los investigadores pudieron explicar el movimiento de las estrellas basándose solo en la masa estelar, sugiriendo una falta o ausencia de materia oscura. Irónicamente, la detección de galaxias deficientes en materia oscura probablemente ayudará a revelar su naturaleza desconcertante y proporcionará nuevos conocimientos sobre la evolución galáctica.

Si bien DF2 y DF4 son comparables en tamaño a la galaxia Vía Láctea, sus masas totales son solo alrededor del uno por ciento de la masa de la Vía Láctea. También se descubrió que estas galaxias ultradifusas tienen una gran población de cúmulos globulares especialmente luminosos.

Esta investigación ha generado un gran interés académico, así como un enérgico debate entre los proponentes de teorías alternativas a la materia oscura, como la dinámica newtoniana modificada (MOND). Sin embargo, con los hallazgos más recientes del equipo, incluidas las distancias relativas de los dos UDG a NGC1052, tales teorías alternativas parecen menos probables. Adicionalmente, ahora hay poca incertidumbre en las mediciones de distancia del equipo dado el uso del método TRGB. Basado en física fundamental, este método depende de la observación de estrellas gigantes rojas que emiten un destello después de quemarse a través de su suministro de helio que siempre ocurre con el mismo brillo.

"Hay un dicho que dice que las afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias, y la nueva medición de distancia respalda firmemente nuestro hallazgo anterior de que al DF2 le falta materia oscura, ", dijo Shen." Ahora es el momento de ir más allá del debate de la distancia y centrarse en cómo llegaron a existir tales galaxias ".

Avanzando Los investigadores continuarán buscando más de estas galaxias extrañas, considerando una serie de preguntas como:¿Cómo se forman las UDG? ¿Qué nos dicen sobre los modelos cosmológicos estándar? ¿Qué tan comunes son estas galaxias? y que otras propiedades singulares tienen? Se necesitará descubrir muchas más galaxias que carecen de materia oscura para resolver estos misterios y la cuestión fundamental de qué es realmente la materia oscura.