Nuevas pistas sobre la materia oscura de las galaxias más oscuras

Imagen del telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA que captura UGC 477, una galaxia de bajo brillo superficial ubicada a poco más de 110 millones de años luz de distancia en la constelación de Piscis (The Fish). Crédito: ESA / Hubble y NASA, Reconocimiento: Judy Schmidt.

Un estudio de SISSA proporciona información importante sobre su composición y su interacción con la materia luminosa. 

Se llaman galaxias de bajo brillo superficial y es gracias a ellas que se han obtenido importantes confirmaciones y nueva información sobre uno de los misterios más grandes del cosmos: la materia oscura. "Hemos descubierto que las galaxias de disco pueden representarse mediante una relación universal. En particular, en este estudio analizamos las llamadas galaxias de brillo de superficie baja (LSB), un tipo particular de galaxia con un disco giratorio llamado así porque tienen un brillo de baja densidad ", dice Chiara di Paolo, astrofísica de SISSA y autora 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 las galaxias objeto 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 por 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 conectadas a las interacciones gravitacionales debido a la presencia de estrellas y al componente oscuro de la materia. En consecuencia, las curvas de rotación son una buena manera de obtener 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 puede realizarse individualmente o en grupos de galaxias que comparten características similares de acuerdo con 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 utilizado 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 y descubrimos que no hay discontinuidad sino variaciones graduales y ordenadas que comienzan desde lo pequeño a lo grande. También se observó algo similar 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 todas las galaxias de disco, espiral, enana y ahora también las LSB pueden representarse mediante una relación universal, lo que significa que podemos expresar una tendencia ordenada a través de Una fórmula que, teniendo en cuenta muy pocos parámetros, 

Nuevos escenarios posibles 

Como sucede a menudo en la investigación científica, el estudio ha revelado 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, al comparar las relaciones encontradas en el LSB con las obtenidas en diferentes tipos de galaxias, hemos encontrado que todas son casi coincidentes. Y ha sido una gran sorpresa verificar que las galaxias con una morfología e historia muy diferentes 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 que incluyen la existencia de otro tipo de interacción directa, además de la gravitacional, entre los dos tipos de materia que forman galaxias. Una idea fascinante para ser verificada por nuevas observaciones. 

Fuente: Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati,