Un nuevo estudio del telescopio espacial Spitzer de la NASA sugiere que las galaxias se forman dentro de grupos de materia oscura. Esta nueva encuesta de Spitzer encontró que la cantidad de materia oscura que rodea las galaxias distantes es sorprendentemente consistente.
Comience con mucha y mucha materia oscura, luego agregue gas. Deje que la mezcla repose por un tiempo, y una galaxia debería surgir de la masa.
Esta receta simple para hornear galaxias no se puede realizar en casa, pero refleja lo que los astrónomos están aprendiendo sobre la formación de galaxias. Al igual que hornear pan con levadura, se requiere una sustancia misteriosa en el universo llamada materia oscura para que una galaxia crezca.
Ahora, un nuevo estudio del telescopio espacial Spitzer de la NASA está refinando lo que se sabe sobre este ingrediente esencial de las galaxias. Sugiere que no solo es necesaria la materia oscura, sino que debe estar presente una cantidad mínima del material antes de que se pueda formar una galaxia. Menos significaría que no hay galaxia, el equivalente cósmico de una barra de pan fallida.
"Las galaxias nacen dentro de grandes grupos de materia oscura", dijo el Dr. Duncan Farrah de la Universidad de Cornell, Ithaca, Nueva York. "Estamos descubriendo que estos grupos parecen ser notablemente consistentes en tamaño de galaxia a galaxia". Farrah es autora principal de un artículo que describe este y otros hallazgos en un número reciente de Astrophysical Journal Letters.
Como su nombre indica, la materia oscura no emite luz, por lo que ningún telescopio convencional puede verla. La llamada materia normal, que incluye plantas y personas y todo tipo de objetos espaciales, emite radiación electromagnética o luz. Hay alrededor de cinco veces más materia oscura en el universo que la materia normal.
Sin embargo, la materia oscura tiene masa, lo que significa que puede ejercer tirones gravitacionales sobre la materia normal.
"La materia oscura tiene gravedad, por lo que absorbe más y más materia oscura además del gas" normal "", dijo el coautor, el Dr. Jason Surace, del Centro de Ciencias Spitzer de la NASA en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena. "Sabemos que el gas finalmente se condensa en las estrellas que forman las galaxias, pero el estudio de Spitzer sugiere que esto no sucederá hasta que la materia oscura haya alcanzado una masa crítica".
Farrah y sus colegas utilizaron datos de la encuesta extragaláctica infrarroja de área amplia Spitzer para estudiar cientos de objetos distantes, llamados galaxias infrarrojas ultraluminosas, ubicadas a miles de millones de años luz de distancia. Estas galaxias jóvenes son increíblemente brillantes y están llenas de mucha actividad de formación estelar polvorienta.
Inicialmente, los investigadores se propusieron comprender mejor cómo las galaxias jóvenes y la materia oscura evolucionan y se agrupan en los cúmulos gigantes de galaxias maduras que dominan nuestro universo actual. "Se podría pensar que las galaxias se distribuyen aleatoriamente por el cielo, como tirar un puñado de arena al suelo", dijo Farrah. "Pero no lo son, y la razón podría ser que la materia oscura que se acumula alrededor de las galaxias jóvenes se atrae entre sí como pegamento".
Al determinar cuán estrechamente las galaxias infrarrojas ultraluminosas habían comenzado a agruparse, Farrah y sus colegas pudieron medir indirectamente cuánta materia oscura "pegamento" estaba presente. Cuanto más apretada la agrupación, más materia oscura había. Hicieron este cálculo para dos lotes de galaxias a diferentes distancias de la Tierra.
Fue entonces cuando notaron algo extraño. Por cada galaxia que estudiaron, sin importar qué tan lejos estuvieran, parecía haber grupos de materia oscura circundantes de aproximadamente el mismo tamaño, el equivalente a 10 billones de masas solares. Debido a que los astrónomos no encontraron galaxias junto con menos de 10 billones de masas solares de materia oscura, creen que esta cantidad debe ser la mínima necesaria para que se forme una galaxia infrarroja ultraluminosa.
"Estos grupos de materia oscura podrían ser como semillas que dan origen a estas galaxias distantes", dijo Surace. "Las galaxias similares en nuestro universo cercano se forman de una manera completamente diferente, por lo que lo que estamos aprendiendo se aplica a una época diferente en nuestro universo, muy atrás en el tiempo cósmico".
Si otros tipos de galaxias también podrían surgir de manera similar es una pregunta continua en astronomía. Estudios previos sobre galaxias altamente energéticas llamadas cuásares han insinuado que esos objetos también requieren una masa mínima de materia oscura para crecer. Solo en ese caso, la "masa" inicial de las galaxias no era tan densa, alrededor de cuatro a cinco billones de masas solares.
Parece que los astrónomos tendrán que esperar un poco más antes de que el universo renuncie a sus recetas familiares mejor conservadas.
Fuente original: Comunicado de prensa de la NASA
