Una galaxia lejana casi sin materia oscura ha amenazado con romper nuestra teoría de la formación de galaxias. Nuevas pruebas sugieren que la galaxia no es una anomalía, sino una víctima de robo.

La materia oscura, una sustancia invisible tan enigmática como sugiere su nombre, es un ingrediente clave para ayudar a que las galaxias se formen y se mantengan vivas.

Crea la fuerte gravedad necesaria para provocar la formación de galaxias y mantener las galaxias existentes estructuralmente intactas.

Pero los astrónomos han estado desconcertados desde el descubrimiento del año pasado de 'NGC1052-DF4', una galaxia estable y de larga vida casi sin materia oscura. ¿Cómo puede existir la galaxia sin este importante ingrediente? ¿Están equivocadas nuestras teorías sobre la formación de galaxias?

Hoy dia, Un estudio internacional dirigido por UNSW Sydney sugiere que la materia oscura estaba allí para empezar:acaba de ser robada por un vecino codicioso.

"La materia oscura no está ahí porque ya se ha eliminado, "dice la Dra. Mireia Montes, autor principal del estudio e investigador astronómico en UNSW Science y el Space Telescope Science Institute.

"Descubrimos que la atracción gravitacional de la galaxia masiva cercana NGC1035 está eliminando sus estrellas y la materia oscura".

La investigación, publicado hoy en El Diario astrofísico , proporciona una explicación de por qué falta tanta materia oscura en la galaxia sin contradecir nuestra comprensión actual de la formación de galaxias.

"Cuando dos galaxias pasan cerca una de la otra, sufren de la atracción gravitacional del otro, ", dice el Dr. Montes." Nuestras imágenes muy profundas encontraron estrellas débiles siendo arrastradas por la galaxia más grande, una interacción llamada 'interrupción de las mareas' ".

El mismo fenómeno también se puede encontrar en la Tierra:en nuestro caso, La atracción gravitacional de la Luna influye en las mareas oceánicas de la Tierra. Pero la interrupción de las mareas puede hacer que las galaxias, que no son tan sólidas como la Tierra o la Luna, se doblen y pierdan su forma.

Si la teoría de la interrupción de las mareas es correcta, la galaxia más pequeña NGC1052-DF4 pronto comenzará a mostrar más signos de deterioro. Eventualmente podría desintegrarse por completo.

"La eliminación de las mareas eliminaría un porcentaje significativo de materia oscura antes de afectar a las estrellas, "dice el Dr. Montes.

"Si las estrellas están comenzando a romperse ahora, la mayor parte de la materia oscura ya se ha escapado ".

Dr. Ignacio Trujillo, coautor del artículo e investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), dice "Con el tiempo, la galaxia terminará siendo canibalizada por el gran sistema que la rodea (NGC1035), con al menos algunas de sus estrellas flotando libremente en el espacio profundo ".

Una lupa poderosa

La Dra. Montes y sus colegas utilizaron potentes telescopios y técnicas de imágenes profundas, incluida la fotografía de larga exposición de hasta 60 horas, para encontrar las pistas débiles en los bordes exteriores de la galaxia.

Estas técnicas son capaces de iluminar estrellas y galaxias muy tenues, o lo que los astrónomos llaman el "brillo superficial bajo" del universo.

"Los documentos iniciales mostraron que la galaxia tiene una forma simétrica muy 'relajada', sugiriendo que ninguna fuerza exterior lo estaba perturbando, "dice el Dr. Montes.

“Pero nuestras imágenes profundas muestran que esta galaxia de hecho está siendo afectada por su galaxia vecina, simplemente está captada al comienzo de la interacción.

"La parte interior de la galaxia mantiene su forma, pero el exterior, las partes más débiles son donde ves estas 'colas de marea':estrellas que ya se han separado de la galaxia ".

Las observaciones se realizaron utilizando el telescopio IAC80, el Gran Telescopio Canarias, y el telescopio espacial Hubble, uno de los telescopios más grandes del espacio.

Como la materia oscura es una fuerza invisible, solo se puede observar por la forma en que los objetos estelares, como estrellas y galaxias, interactúan con el espacio que los rodea.

"La obtención de imágenes ultraprofundas es difícil no solo por la gran cantidad de tiempo que se necesita para alcanzar tales profundidades, pero el procesamiento extremadamente cuidadoso de los datos necesarios para preservar las estructuras más débiles, "dice el Sr. Raúl Infante-Sainz, Doctor. Candidato al IAC y segundo autor de este estudio.

"Necesitábamos buscar elementos que fueran 1000 veces más tenues que el cielo más oscuro visible en la Tierra, "dice el Dr. Montes.

Resolviendo nuevos misterios galácticos

El Observatorio Vera C. Rubin, una instalación óptica de última generación actualmente en construcción en Chile, pronto llevará las capacidades de imágenes profundas a nuevos niveles.

El proyecto principal del observatorio será Legacy Survey for Space and Time (LSST):un estudio de imágenes de diez años que proporcionará las imágenes más profundas del cielo nocturno del hemisferio sur.

Profesora Sarah Brough, un astrónomo en UNSW Science, lidera la participación de Australia en este proyecto.

"LSST revolucionará la astronomía de bajo brillo superficial, transformar nuestra comprensión de la evolución de las galaxias, " ella dice.

"Proporcionará datos de imágenes extremadamente profundos en todo el cielo meridional, que será vital para el éxito de los futuros estudios astronómicos y científicos australianos ".

La cámara LSST, que será aproximadamente del tamaño de un automóvil pequeño, permitirá a los investigadores detectar galaxias de bajo brillo superficial. También será capaz de identificar características débiles alrededor y dentro de los cúmulos de galaxias.

Si bien la encuesta de diez años no comenzará hasta 2023, Los científicos esperan con interés las oportunidades de exploración galáctica.

"Este trabajo es un ejemplo de lo importante que es tener imágenes profundas para comprender cosas aparentemente extrañas en el Universo, "dice el Dr. Montes.

"Las imágenes profundas pueden ayudar a explicar misterios que de otro modo quedarían sin resolver".