Se localizan nuevas galaxias satélite de materia oscura en la Vía Láctea

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Artículo publicado por Robert Sanders el 7 de enero de 2016 en UC Berkeley

Tres brillantes estrellas pulsantes en la periferia de la Vía Láctea podrían ser balizas de una galaxia enana invisible que los astrónomos predijeron que estaría allí basándose en los efectos del gas en nuestra galaxia.

Materia oscura alrededor de la Vía Láctea

Materia oscura alrededor de la Vía Láctea Crédito: ESO

La predicción fue la primera en confirmarse de las procedentes del campo de la galactosismología, que usa las ondulaciones en la distribución de gas de hidrógeno en el plano de la Vía Láctea para deducir la presencia de galaxias satélite invisibles, miles de las cuales pueden estar merodeando alrededor, o a través, de la Vía Láctea. La técnica la desarrollaron la antigua becaria de posdoctorado de la UC Berkeley Sukanya Chakrabarti, actualmente profesora adjunta de astronomía en el Instituto Rochester de Tecnología (RIT), y su mentor en la UC Berkeley, Leo Blitz, profesor de astronomía.

Chakrabarti ofreció una charla sobre las estrellas, conocidas como variables cefeidas, y su conexión con la galaxia predicha en una rueda de prensa el 7 de enero en el congreso de la Sociedad Astronómica Americana en Kissimmee, Florida. Ella es la autora de un artículo sobre las variables cefeidas enviado a la revista Astrophysical Journal Letters.

Aunque algunas de las galaxias satélite de la Vía Láctea están ocultas a nuestra visión por el polvo, muchas son invisibles debido a que están compuestas en gran medida por materia oscura, una misteriosa sustancia predominante en la materia del universo: el 85 por ciento de toda la materia del universo es materia oscura. Allí donde se concentra, la materia normal – mayormente gas – se agrupa y condensa en las estrellas y galaxias que podemos ver. Mientras que la materia normal en la Vía Láctea es lo suficientemente grande como para producir miles de millones de estrellas brillantes, la materia normal en las galaxias dominadas por la materia oscura es, aparentemente, demasiado pequeña como para producir suficientes estrellas que la hagan visible a larga distancia.

Chakrabarti pensó en buscar efectos que tienen estas galaxias sobre la distribución del gas en la galaxia, y usarlos para fijar sus posiciones. Del mismo modo que los sismólogos analizan las ondas que viajan a través de la Tierra para deducir las propiedades del interior de nuestro planeta, ella usa las ondas del disco galáctico para cartografiar la estructura interior y la masa de las galaxias.

“Hemos realizado avances significativos en este nuevo campo de la galactosismología, a partir del cual se puede deducir el contenido de materia oscura de las galaxias enanas, dónde se hallan, así como las propiedades del interior de las galaxias mediante la observación de las perturbaciones en el disco de gas”, comenta.

Las cefeidas como varas de medir

En 2009, Chakrabarti y Blitz usaron estas técnicas para predecir la existencia de una galaxia satélite enana en la dirección de la constelación Norma, y el año pasado, ella y su equipo usaron el Telescopio Géminis Sur, en Chile, y los Telescopios Magallanes para buscar estrellas  en la región que podría ser parte de la galaxia. Encontraron tres estrellas pulsantes, conocidas como variables cefeidas, usadas normalmente como varas de medir distancia, y que están aproximadamente a la misma distancia del Sol: 300 000 años luz.

Usando análisis espectroscópicos pudieron demostrar que las estrellas también tienen aproximadamente la misma velocidad, y que se mueven demasiado rápidamente como para ser parte de nuestra galaxia. Se desplazan a 200 kilómetros por segundo respecto del centro galáctico, mientras que la velocidad media de una estrella de la Vía Láctea tiene una velocidad radial de apeas 12 kilómetros por segundo.

Muy probablemente, estas estrellas marcan la posición de una galaxia enana dominada por la materia oscura, explica Chakrabarti, mucho más allá del borde del disco de la Vía Láctea, que termina a 60 000 años luz.

“La velocidad radial de las variables cefeidas es la última prueba que estábamos buscando”, señala. “Inmediatamente se puede concluir que no son parte de nuestra galaxia”.

“Estas observaciones básicamente confirman que la galaxia que predijo Sukanya, pero que no podemos ver, se encuentra ahí”, apunta Blitz.

El equipo de Chakrabarti también incluye a Rodolfo Angeloni del Telescopio Géminis Sur; Ken Freeman del Observatorio Monte Stromlo de la Universidad Nacional Australiana en Canberra; el antiguo posdoctorado de la UC Berkeley Josh Simons, ahora en la Institución Carnegie de Washington; el científico investigador de RIT Benjamin Sargent; y el estudiante graduado de RIT Andrew Lipnicky.

Para más detalles, puedes leer la nota de prensa del Observatorio Géminis y una antigua publicación de la UC Berkeley sobre la técnica predictiva de Chakrabarti.

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