Un artículo publicado recientemente en Diario astrofísico por un equipo de investigadores del IAC muestran que las barras en las galaxias giran mucho más lentamente de lo que se había inferido en trabajos anteriores.

¿Por qué la mayoría de los astrónomos creen en la materia oscura:materia cuya composición se desconoce pero que parece constituir el 80% de la masa de las galaxias? El concepto fue inventado en la década de 1930 por Fritz Zwicky, quien lo utilizó para explicar por qué las galaxias en el cúmulo de Coma se mueven mucho más rápido de lo que se puede explicar en términos de sus masas conocidas. El paso más decisivo lo dio en la década de 1970 la gran Vera Rubin, quienes demostraron que las partes externas de las galaxias están rotando mucho más rápido de lo que podemos explicar usando las masas combinadas de sus estrellas, gas, y polvo, y la ley de la gravedad de Newton o Einstein. Desde entonces, los astrofísicos han tomado como escenario estándar que las galaxias están rodeadas por un halo de esta materia oscura, que domina sus campos gravitacionales. Pero nadie ha podido identificar de qué está hecha esta materia oscura, a pesar de los mejores esfuerzos de los físicos de partículas. Esto ha estimulado a los investigadores a pensar en pruebas adicionales. Uno de estos se propuso hace 20 años. Los teóricos predijeron que los halos deberían frenar la rotación de las barras en las galaxias. Si giran lentamente, esto sería una fuerte prueba de la realidad de los halos, pero si giran rápidamente, esto arrojaría dudas sobre su existencia y, por lo tanto, arrojaría dudas sobre el modelo estándar de la cosmología moderna.

En galaxias espirales las estrellas de la barra suelen girar más rápido que sus brazos debido a la gravitación. Alrededor del núcleo galáctico, hay un llamado "círculo de corrosión", puntos equidistantes del centro de la galaxia donde las estrellas de la barra y las del resto del disco giran a la misma velocidad. Todos estos puntos forman el círculo, y la distancia entre ellos y el núcleo es el "radio de rotación", que el científico pudo encontrar gracias a las observaciones. Luego, idearon un método cuantitativo para discernir la velocidad de rotación de las barras. Si la barra se ralentiza, la punta se movería gradualmente hacia afuera en el disco. La predicción indicaba que si el radio de rotación se encontraba a una distancia del centro galáctico mayor a 1,4 veces la longitud de la barra misma, sería una prueba de que la barra habría sido frenada por el halo de materia oscura alrededor de la galaxia.

No es fácil medir el radio de rotación, pero durante la última década se han realizado una serie de mediciones, en unas pocas docenas de galaxias, y los valores medidos para la relación entre el radio de rotación y la longitud de la barra fueron casi todos menores de 1,4. Estos resultados arrojaron dudas sobre la realidad de los halos de materia oscura y parecían amenazar toda la idea de materia oscura. Ahora, sin embargo, un artículo publicado recientemente en el Diario astrofísico por un equipo de investigadores del IAC, muestran que las barras en las galaxias giran mucho más lentamente de lo que se había inferido en trabajos anteriores.

Para hacer esto, primero aplicaron un método nuevo y preciso, que ellos mismos han desarrollado, para medir radios de rotación, a más de 100 galaxias. También hicieron nuevas y rigurosas medidas de las longitudes de las barras, y pasó a calcular las proporciones. La mayoría de ellos eran de hecho más pequeños que 1.4, pero su método les permitió profundizar más. También calcularon la relación entre la velocidad de rotación de la barra y la velocidad de rotación del disco, y descubrí que muchos de los bares, especialmente los más largos, están girando muy lentamente, cuando se utiliza la velocidad de rotación del disco como unidad básica. Esto fue desconcertante debido a que estas galaxias tenían proporciones un poco más pequeñas que 1.4, algunas de ellas se acercan a 1.

"Así que buscamos una explicación" dice Joan Font "y lo único que se nos ocurrió fue que quizás las barras se alargaban y se ralentizaban, de modo que la relación entre el radio de rotación y la longitud de la barra no se ha hecho mayor a pesar de que el halo de materia oscura los está frenando ". Joan, y su coinvestigador John Beckman, decidió preguntarle a Inmaculada Martínez, un teórico que investiga en el IAC, para ejecutar un conjunto de simulaciones para ver si esta idea funcionaría. Ella ya había hecho modelos de cómo se comportan las barras a medida que evolucionan las galaxias, y ella ya sabía que las barras tienden a crecer más al incorporar más estrellas del disco. "Cuando utilicé un modelo diseñado para observar detenidamente cómo un halo de materia oscura afecta a una barra, Descubrí que la relación podía ser menor a 1.4 incluso mientras la barra estaba siendo frenada por el halo ", afirma este astrofísico.

La combinación de estos modelos con observaciones ha "rescatado" la materia oscura en halos galácticos, ya que las simulaciones anteriores parecían rechazar su efecto y generar polémica en el campo de la Astrofísica. "Ahora", dice John Beckman, "Hemos demostrado que esto se debe a simulaciones inadecuadas que se consideraron buenas. La realidad es que las barras que giran rápidamente lo hacen con bastante lentitud en la práctica".