Se denominan galaxias de bajo brillo superficial y es gracias a ellas que se han obtenido importantes confirmaciones y nueva información sobre uno de los mayores misterios del cosmos:la materia oscura. "Hemos descubierto que las galaxias de disco se pueden representar mediante una relación universal. En particular, en este estudio analizamos las llamadas galaxias de bajo brillo superficial (LSB), un tipo particular de galaxia con un disco giratorio llamado así porque tienen un brillo de baja densidad, "dice Chiara di Paolo, astrofísico del SISSA y autor principal de un estudio publicado recientemente en MNRAS junto con Paolo Salucci (astrofísico de SISSA) y Erkurt Adnan (Universidad de Estambul).

Los investigadores analizaron la velocidad a la que giran las estrellas y los gases que componen el tema del estudio, señalando que los LSB también tienen un comportamiento muy homogéneo. Este resultado consolida varias pistas sobre la presencia y el comportamiento de la materia oscura, abriendo nuevos escenarios sobre sus interacciones con la materia brillante.

Luces y sombras sobre la materia

Está ahí pero no puedes verlo. La materia oscura parece representar aproximadamente el 90% de la masa del Universo; tiene efectos que se pueden detectar en los otros objetos presentes en el cosmos, y sin embargo no se puede observar directamente porque no emite luz (al menos en la forma en que se ha buscado hasta la fecha). Uno de los métodos para estudiarlo es el de las curvas de rotación de las galaxias, sistemas que describen la tendencia de la velocidad de las estrellas en función de su distancia desde el centro de la galaxia. Las variaciones observadas están relacionadas con las interacciones gravitacionales debido a la presencia de estrellas y al componente oscuro de la materia. Como consecuencia, las curvas de rotación son una buena forma de tener información sobre la materia oscura en función de sus efectos sobre lo que es posible observar. En particular, el análisis de las curvas de rotación se puede realizar individualmente o en grupos de galaxias que comparten características similares según el método de la curva de rotación universal (URC).

La novedad de la investigación radica en haber aplicado el método URC por primera vez, ya se utiliza para otros tipos de galaxias, a una gran muestra de galaxias de bajo brillo superficial, obteniendo resultados similares. "Hemos comparado las curvas de rotación de varias galaxias LSB encontrando que no hay discontinuidad, sino variaciones graduales y ordenadas que comienzan desde lo pequeño a lo grande. Algo similar también se observó para las galaxias espirales, "explica Salucci, el otro autor del estudio:"Este método se aplicó por primera vez en 1996, y hasta la fecha ha demostrado que todos los discos, espiral, enanas y ahora también las galaxias LSB pueden ser representadas por una relación universal. Esto significa que podemos expresar una tendencia ordenada a través de una fórmula que, teniendo en cuenta muy pocos parámetros, describe cómo se distribuyen la materia oscura y la materia luminosa ".

Nuevos escenarios posibles

Como suele ocurrir en la investigación científica, el estudio ha revelado más resultados sorprendentes e inesperados. "Hemos descubierto relaciones de escala entre las propiedades del disco estelar y las del halo de materia oscura, por ejemplo, una relación entre las dimensiones de los discos estelares y las dimensiones de la región interna con una densidad constante del halo de materia oscura, "explica Chiara Di Paolo." Además, comparando las relaciones encontradas en el LSB con las obtenidas en diferentes tipos de galaxias, hemos descubierto que todos son casi una coincidencia. Y ha sido una gran sorpresa comprobar que galaxias con una morfología e historia muy diferente muestran las mismas relaciones entre las propiedades de la materia oscura y las de la materia luminosa ”. Este resultado, junto con algunas características específicas de las galaxias LSB, abre una nueva serie de escenarios incluyendo el de la existencia de otro tipo de interacción directa, además del gravitacional, entre los dos tipos de materia que forman las galaxias. Una idea fascinante para ser verificada por nuevas observaciones.