¿Las galaxias enanas favorecen la gravedad modificada respecto a la materia oscura?

Un análisis detallado de ocho galaxias enanas que orbitan la Vía Láctea indican que su comportamiento orbital puede explicarse con mayor precisión usando la Dinámica Newtoniana Modificada (MOND) que su rival, pero más ampliamente aceptada, teoría de la materia oscura. Los resultados se presentaron por parte de Garry Angus, de la Universidad de St. Andrews, en la Reunión Astronómica Nacional de la Sociedad Real Astronómica en Belfast el pasado miércoles 2 de abril.

Galaxias satélite de la Vía Láctea


“MOND se sugirió por primera vez para tener en cuenta cosas que vemos en el universo lejano. Este es el primer estudio detallado en el que hemos sido capaces de probar la teoría en algo más cercano a casa. Los cálculos de MOND y las observaciones parecen concordar sorprendentemente bien. También hemos encontrado emocionantes efectos de marea predichos por MOND que deberían comprobarse en futuras observaciones y simulaciones”, dijo Angus.

Básicamente, MOND añade una nueva constante de la naturaleza (a0) a la física, junto a la velocidad de la luz y la constante de Planck entre otras. Por encima de ella, las aceleraciones son exactamente las predichas por la Segunda Ley de Newton, la cual dice que una fuerza es igual a la masa del objeto por su aceleración. Por debajo, la gravedad decae con la distancia a partir de una masa, en lugar de con la distancia al cuadrado. Esta constante es tan pequeña que ha pasado inadvertida con las grandes aceleraciones que experimentamos en la vida cotidiana. Por ejemplo, cuando lanzamos una pelota la gravedad es 100 mil millones de veces superior que a0 y el movimiento acelerado de la Tierra alrededor del Sol es del 50 millones de veces más fuerte. Sin embargo, cuando los objetos se aceleran de forma extremadamente lenta, como observamos en las galaxias o cúmulos de galaxias, entonces la constante marca una gran diferencia en las fuerzas gravitatorias resultantes.

Cuando se aplicó MOND a la población de galaxias enanas, un efecto es que las fuerzas de marea de la Vía Láctea, las cuales tienen un efecto casi nulo en la Mecánica Newtoniana clásica, puede verdaderamente crear una gran diferencia. Esto es particularmente significativo para las enanas que orbitan nuestra galaxia más cerca.

“En estas galaxias enanas, la gravedad interna es muy débil comparado con la gravedad de la Vía Láctea. MOND sugiere que la Vía Láctea es similar a un banco que presta gravedad a la galaxia enana cercana para hacerla más estable. Sin embargo, existen condiciones para el préstamo: si las galaxias enanas empiezan a aproximarse demasiado al banco, el préstamo se reduce gradualmente o incluso se cancela y las enanas deben devolverlo. En dos galaxias, hemos visto lo que podrían ser signos de que han empezado a acercarse demasiado rápidamente y son incapaces de reponer el préstamo lo bastante rápido. Esto parece hacer causado una interrupción de su equilibrio”, dijo Angus.

Angus usó MOND para calcular el índice de masa con respecto a la cantidad de luz emitida por las estrellas en las galaxias enanas a partir de las velocidades aleatorias observadas de las estrellas recopiladas independientemente. También calculó los caminos orbitales de las estrellas en las galaxias enanas. En los ocho casos, los cálculos de MOND para las órbitas quedaron dentro de las predicciones. Para seis de las ocho galaxias, los cálculos eran también válidos para los valores esperados para los índices de masa-luz; no obstante, para dos galaxias, Sextante y Dragón, los índices eran muy altos, lo que bien podría sugerir efectos de marea. El valor para Sextante podrían también ser debido a la pobre calidad de las medidas de la luminosidad de la galaxia, las cuales se están mejorando para estos objetos ultra-tenues.

“Estos efectos de marea pueden comprobarse actualizando los datos de luminosidad de hace 13 años de Sextante y haciendo observaciones precisas de las órbitas de Dragón y Sextante alrededor de la Vía Láctea. También tenemos que llevar a cabo simulaciones detalladas para comprender el mecanismo exacto del calentamiento de marea”, dijo Angus.

Si la gravedad de Newton posee la verdad, la materia oscura necesaria en las galaxias enanas tiene una densidad constante en el centro lo cual es contrario a las predicciones teóricas, que sugieren que la densidad debería aumentar hacia el centro.

“Incluso sin una detección directa, la teoría de la materia oscura es difícil de demostrar o refutar y aunque puede que no seamos capaces de demostrar si el método MOND es correcto, llevando a cabo este tipo de pruebas podemos ver si continúa manteniéndose o definitivamente es descartada”, dijo Angus.


Autor: Robert Massey / Anita Heward
Fecha Original: 28 de marzo de 2008
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