Nuevas observaciones indican que masiva, galaxias formadoras de estrellas durante la época pico de formación de galaxias, Hace 10 mil millones de años, estaban dominados por materia bariónica o "normal". Esto está en marcado contraste con las galaxias actuales, donde los efectos de la misteriosa materia oscura parecen ser mucho mayores. Este sorprendente resultado se obtuvo utilizando el Very Large Telescope de ESO y sugiere que la materia oscura fue menos influyente en el universo primitivo de lo que es hoy.

Vemos la materia normal como estrellas que brillan intensamente, gas incandescente y nubes de polvo. Pero la materia oscura más elusiva no emite, absorben o reflejan la luz y solo se pueden observar a través de sus efectos gravitacionales. La presencia de materia oscura puede explicar por qué las partes externas de las galaxias espirales cercanas giran más rápido de lo que se esperaría si solo estuviera presente la materia normal que podemos ver directamente.

Ahora, un equipo internacional de astrónomos dirigido por Reinhard Genzel en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, Alemania ha utilizado los instrumentos KMOS y SINFONI en el Very Large Telescope de ESO en Chile para medir la rotación de seis galaxias formadoras de estrellas en el Universo distante, en el pico de formación de galaxias hace 10 mil millones de años.

Lo que encontraron fue intrigante:a diferencia de las galaxias espirales del Universo moderno, las regiones exteriores de estas galaxias distantes parecen girar más lentamente que las regiones más cercanas al núcleo, lo que sugiere que hay menos materia oscura presente de lo esperado.

"Asombrosamente, las velocidades de rotación no son constantes, pero disminuyen más lejos en las galaxias, "comenta Reinhard Genzel, autor principal del Naturaleza papel. "Probablemente hay dos causas para esto. En primer lugar, la mayoría de estas primeras galaxias masivas están fuertemente dominadas por materia normal, con la materia oscura jugando un papel mucho menor que en el Universo Local. En segundo lugar, estos primeros discos eran mucho más turbulentos que las galaxias espirales que vemos en nuestro vecindario cósmico ".

Ambos efectos parecen volverse más marcados a medida que los astrónomos miran cada vez más atrás en el tiempo. en el Universo temprano. Esto sugiere que de 3 a 4 mil millones de años después del Big Bang, el gas en las galaxias ya se había condensado eficientemente en plano, discos giratorios, mientras que los halos de materia oscura que los rodeaban eran mucho más grandes y más dispersos. Aparentemente, la materia oscura también tardó miles de millones de años más en condensarse, por lo que su efecto dominante solo se ve en las velocidades de rotación de los discos de galaxias hoy

Esta explicación es consistente con las observaciones que muestran que las primeras galaxias eran mucho más ricas en gas y compactas que las galaxias actuales.

Las seis galaxias mapeadas en este estudio se encontraban entre una muestra más grande de cien distantes, Discos formadores de estrellas fotografiados con los instrumentos KMOS y SINFONI en el Very Large Telescope de ESO en el Observatorio Paranal en Chile. Además de las mediciones de galaxias individuales descritas anteriormente, Se creó una curva de rotación promedio combinando las señales más débiles de las otras galaxias. Esta curva compuesta también mostró la misma tendencia de velocidad decreciente alejándose de los centros de las galaxias. Además, dos estudios adicionales de 240 discos formadores de estrellas también apoyan estos hallazgos.

El modelado detallado muestra que, si bien la materia normal generalmente representa aproximadamente la mitad de la masa total de todas las galaxias en promedio, domina completamente la dinámica de las galaxias en los corrimientos al rojo más altos.

Esta investigación se presentó en un artículo titulado "Galaxias de disco fuertemente dominadas por bariones en el pico de formación de galaxias hace diez mil millones de años", por R. Genzel et al., aparecer en la revista Naturaleza .