Como sugiere su nombre, galaxias ultradifusas, o UDG, son galaxias enanas cuyas estrellas se extienden por una vasta región, resultando en un brillo superficial extremadamente bajo, haciéndolos muy difíciles de detectar. Varias preguntas sobre las UDG permanecen sin respuesta:¿Cómo terminaron estos enanos tan extendidos? ¿Son sus halos de materia oscura, los halos de materia invisible que rodean las galaxias, especiales?

Ahora un equipo internacional de astrónomos, codirigido por Laura Sales, astrónomo de la Universidad de California, Orilla, informes en Astronomía de la naturaleza que ha utilizado simulaciones sofisticadas para detectar algunos UDG "apagados" en entornos de baja densidad en el universo. Una galaxia apagada es aquella que no forma estrellas.

"Lo que hemos detectado está en desacuerdo con las teorías de la formación de galaxias, ya que se requiere que las enanas apagadas estén en cúmulos o entornos grupales para eliminar su gas y dejar de formar estrellas". "dijo Ventas, profesor asociado de física y astronomía. "Pero los UDG apagados que detectamos están aislados. Pudimos identificar algunos de estos UDG apagados en el campo y rastrear su evolución hacia atrás en el tiempo para mostrar que se originaron en órbitas de salpicaduras".

Aquí, "en el campo" se refiere a galaxias aisladas en entornos más tranquilos y no en un entorno de grupo o cúmulo. Sales explicó que una galaxia backsplash es un objeto que parece una galaxia aislada hoy, pero que en el pasado era un satélite de un sistema más masivo, similar a un cometa, que visita nuestro sol periódicamente, pero pasa la mayor parte de su viaje aislado, lejos de la mayor parte del sistema solar.

"Las galaxias aisladas y las galaxias satélite tienen propiedades diferentes porque la física de su evolución es bastante diferente, ", dijo." Estas galaxias backsplash son intrigantes porque comparten propiedades con la población de satélites en el sistema al que alguna vez pertenecieron, pero hoy se observa que están aislados del sistema ".

Las galaxias enanas son pequeñas galaxias que contienen entre 100 millones y algunos miles de millones de estrellas. A diferencia de, la Vía Láctea tiene de 200 mil millones a 400 mil millones de estrellas. Si bien todas las UDG son galaxias enanas, todas las galaxias enanas no son UDG. Por ejemplo, a una luminosidad similar, los enanos muestran una amplia gama de tamaños, de compacto a difuso. Los UDG son el final de la mayoría de los objetos extendidos a una luminosidad determinada. Un UDG tiene el contenido estelar de una galaxia enana, 10-100 veces más pequeño que la Vía Láctea. Pero su tamaño es comparable a la Vía Láctea, dándole el brillo superficial extremadamente bajo que lo hace especial.

Sales explicó que el halo de materia oscura de una galaxia enana tiene una masa al menos 10 veces más pequeña que la Vía Láctea. y el tamaño escala de manera similar. UDG, sin embargo, rompen esta regla y muestran una extensión radial comparable a la de galaxias mucho más grandes.

"Una de las teorías populares para explicar esto fue que las UDG son 'Vías Lácteas fallidas, 'lo que significa que estaban destinadas a ser galaxias como nuestra propia Vía Láctea, pero de alguna manera no pudieron formar estrellas, "dijo José A. Benavides, estudiante de posgrado en el Instituto de Astronomía Teórica y Experimental de Argentina y primer autor del trabajo de investigación. "Ahora sabemos que este escenario no puede explicar todas las UDG. Por lo tanto, están surgiendo modelos teóricos en los que más de un mecanismo de formación puede ser capaz de formar estos objetos ultradifusos".

Según Sales, el valor del nuevo trabajo es doble. Primero, la simulación utilizada por los investigadores, llamado TNG50, predijo con éxito UDG con características similares a las UDG observadas. Segundo, los investigadores encontraron unos pocos UDG desactivados raros para los que no tienen mecanismo de formación.

"Usando TNG50 como una 'máquina del tiempo' para ver cómo los UDG llegaron a donde están, Descubrimos que estos objetos eran satélites varios miles de millones de años antes, pero fueron expulsados ​​a una órbita muy elíptica y parecen aislados hoy. " ella dijo.

Los investigadores también informan que, según sus simulaciones, Los UDG apagados comúnmente pueden constituir el 25% de una población ultradifusa de galaxias. En observaciones, sin embargo, este porcentaje es mucho menor.

"Esto significa que muchas galaxias enanas que acechan en la oscuridad pueden haber pasado desapercibidas para nuestros telescopios, Sales dijo:"Esperamos que nuestros resultados inspiren nuevas estrategias para estudiar el universo de baja luminosidad, lo que permitiría un censo completo de esta población de galaxias enanas ".

El estudio es el primero en resolver la gran cantidad de entornos, desde enanos aislados hasta enanos en grupos y cúmulos, necesarios para detectar UDG, y con resolución suficientemente alta para estudiar su morfología y estructura.

Próximo, El equipo de investigación continuará su estudio de UDG en simulaciones TNG50 para comprender mejor por qué estas galaxias están tan extendidas en comparación con otras galaxias enanas con el mismo contenido estelar. Los investigadores utilizarán el telescopio Keck en Hawái, uno de los telescopios más potentes del mundo, para medir el contenido de materia oscura de UDG en el cúmulo de Virgo, el cúmulo de galaxias más cercano a la Tierra.

"Telescopios del futuro, como el Gran Telescopio de Encuesta Sinóptica o el Telescopio Espacial Romano, entrará en línea en los próximos cinco a 10 años con la capacidad de detectar muchos más de estos UDG intrigantes, "Ventas dijo.

El artículo de investigación se titula "Galaxias ultradifusas quietas en el campo que se originan en las órbitas de salpicaduras".