Las galaxias enanas esferoidales son esas pequeñas galaxias que orbitan alrededor de gigantes como la Vía Láctea. Aunque presentan rostros muy diversos, un estudio reciente revela que comparten un mismo destino cósmico. Como guiadas por un imán invisible, todas convergerían hacia una forma estable y predecible.
Esto resuelve un viejo rompecabezas. Los modelos de materia oscura predicen que su densidad debería aumentar fuertemente en el centro de estas galaxias, formando un pico. Pero las observaciones muestran a menudo una distribución más plana, como un núcleo. Esta diferencia entre predicción y observación ha intrigado a los astrónomos durante años.
Imagen del telescopio Hubble que muestra la galaxia enana compacta Markarian 178. Se encuentra a 13 millones de años luz en la constelación de la Osa Mayor.
Crédito: ESA/Hubble & NASA, F. Annibali, S. Hong Jorge Peñarrubia y Ethan Nadler, de la Universidad de Edimburgo y la Universidad de California en San Diego, proponen una explicación. Según ellos, estas galaxias evolucionan siempre hacia un mismo estado de equilibrio. Sin importar sus condiciones iniciales, terminan adoptando una configuración similar.
¿Cómo alcanza una galaxia ese estado? Las estrellas en su interior son constantemente sacudidas por pequeñas fluctuaciones de fuerzas, como en un pinball. Estas sacudidas provienen de subhalos de materia oscura, cúmulos invisibles que aportan energía a las estrellas y ensanchan sus órbitas.
Este proceso se acelera cuando la pequeña galaxia pasa cerca de una grande, como la Vía Láctea. Las fuerzas de marea atraen sus capas externas, lo que agranda aún más su envoltura estelar. Incluso aislada, una enana termina alcanzando una forma predecible.
Los investigadores probaron su modelo con simulaciones por ordenador. Siguieron miles de millones de partículas de estrellas y subhalos de materia oscura durante miles de millones de años. Resultado: una galaxia enana debe perder más del 99 % de su materia oscura antes de perder significativamente sus estrellas, lo que la convierte en un sistema muy robusto. Los datos reales de las galaxias alrededor de la Vía Láctea coinciden con estas predicciones.
Este descubrimiento cambia nuestra visión. La diversidad de las enanas esferoidales no se debe a orígenes distintos, sino a una vista en diferentes momentos de su evolución hacia un mismo punto de equilibrio.
La materia oscura
La materia oscura es una sustancia invisible que compone aproximadamente el 85 % de la materia del Universo.
No se puede ver directamente porque no emite ni absorbe luz. Su existencia se deduce de sus efectos gravitacionales sobre las estrellas y las galaxias. Por ejemplo, las galaxias giran tan rápido que deberían desintegrarse sin la presencia de esta masa invisible.
La materia oscura forma halos alrededor de las galaxias, y en las enanas esferoidales domina completamente la masa. Comprender su naturaleza es uno de los grandes desafíos de la cosmología moderna.
Fuente: arXiv - artículo original