La distribución de la materia normal determina con precisión la aceleración gravitacional en todos los tipos comunes de galaxias, informa un equipo dirigido por investigadores de la Universidad Case Western Reserve.

El equipo ha demostrado que esta relación de aceleración radial existe en galaxias elípticas de alta masa y esferoidales de baja masa cercanas, basándose en el descubrimiento del año pasado de esta relación en galaxias espirales e irregulares. Esto proporciona un respaldo adicional de que la relación equivale a una nueva ley natural, dicen los investigadores.

"Esto demuestra que realmente tenemos una ley universal para los sistemas galácticos, "dijo Federico Lelli, ex becario postdoctoral de astronomía en la Case Western Reserve University y actualmente becario del European Southern Observatory.

"Esto es similar a la ley de Kepler para sistemas planetarios, que no se preocupa por las propiedades específicas del planeta. Si el planeta es rocoso como la Tierra o gaseoso como Júpiter, la ley se aplica, "dijo Lelli, quien dirigió esta investigación.

En este caso, la aceleración observada se correlaciona estrechamente con la aceleración gravitacional de la masa visible, no importa el tipo de galaxia. En otras palabras, si los astrónomos miden la distribución de la materia normal, conocen la curva de rotación, y viceversa.

"Pero aún no está claro qué significa esta relación y cuál es su origen fundamental, "Dijo Lelli.

El estudio se publica en línea en Diario astrofísico hoy dia. Los coautores son Stacy McGaugh, presidente del Departamento de Astronomía de Case Western Reserve, James Schombert, profesor de astronomía en la Universidad de Oregon, y Marcel Pawlowski, ex investigador postdoctoral de astronomía en Case Western Reserve y actual miembro del Hubble en la Universidad de California, Irvine.

Los investigadores encontraron que en 153 galaxias espirales e irregulares, 25 elípticas y lenticulares, y 62 esferoidales enanos, la aceleración observada se correlaciona estrechamente con la aceleración gravitacional esperada de la masa visible.

Las desviaciones observadas de esta correlación no están relacionadas con ninguna propiedad específica de la galaxia, sino que son completamente aleatorias y consistentes con los errores de medición. el equipo encontró.

La estrechez de esta relación es difícil de entender en términos de materia oscura como se entiende actualmente, dijeron los investigadores.

También desafía la comprensión actual de la formación y evolución de galaxias, en el que muchos procesos aleatorios, como las fusiones e interacciones de galaxias, entradas y salidas de gas, formación de estrellas y supernovas, ocurren al mismo tiempo.

"La regularidad debe emerger de alguna manera de este caos, "Dijo Lelli.

Para hacer su descubrimiento, los investigadores combinaron diferentes trazadores de la aceleración centrípeta que se encuentran en diferentes tipos de galaxias, a partir del cual hicieron comparaciones 1 a 1.

Los trazadores cinemáticos eran gas frío en espiral y galaxias irregulares, estrellas o gas caliente en elípticas y lenticulares, y estrellas gigantes individuales en esferoidales enanas.

La investigación incluyó las llamadas galaxias esferoidales enanas ultra débiles, pero debido a su falta de luz, lo que dificulta su estudio, los investigadores no pueden ofrecer con seguridad una interpretación clara de la relación de aceleración radial en estos.

Sin embargo, la prueba creciente de la relación, o ley natural, requiere un nuevo pensamiento sobre la materia oscura y la gravedad, dijeron los investigadores.

"Dentro del paradigma estándar de la materia oscura, esta ley implica que la materia visible y la materia oscura deben estar estrechamente acopladas en las galaxias a nivel local e independientemente de las propiedades globales. Deben conocerse el uno al otro "Dijo Lelli." Dentro de modelos alternativos como la gravedad modificada, esta ley representa una restricción empírica clave y puede guiar a los físicos teóricos a construir una extensión matemática apropiada de la Relatividad General de Einstein ".

La investigación del equipo hasta ahora se ha centrado en las galaxias del universo cercano. Lelli y sus colegas planean probar la relación en galaxias más distantes, solo unos pocos miles de millones de años después del Big Bang. Esperan saber si la misma relación se mantiene durante la vida del Universo.