¿Nueva prueba de la materia oscura en los cúmulos de galaxias?

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¿Nueva prueba de la materia oscura en los cúmulos de galaxias?

Por : Xavier Civit 17-04-2024

El Hubble ha proporcionado nuevos elementos a favor de la existencia de la materia oscura.

El telescopio espacial Hubble ha proporcionado nuevos elementos a favor de la existencia de la materia oscura. Los astrónomos han observado gracias a él decenas de galaxias enanas no perturbadas en un cúmulo de galaxias. Estas galaxias contendrían una gran cantidad de materia oscura que estaría protegida de las fuerzas de marea.

El LHC (Gran Colisionador de Hadrones), debería arrancar a finales de este año pero probablemente habrá que esperar al 2012 para que se puedan descubrir allí partículas de materia oscura. Siempre con la reserva por supuesto, que estas realmente existan.

Mientras tanto los físicos de altas energías se limitan a estudiar la materia oscura por su influencia sobre las galaxias y los cúmulos de galaxias. El ejercicio es dificil, aunque parece ser un ingrediente indispensable para explicar el nacimiento de las galaxias y la estructura a gran escala de los cúmulos de galaxias. La materia oscura es neutra y no puede estar constituida por bariones, como nos enseña la nucleosíntesis, y disponemos sólo de medios muy indirectos para observarla y medirla.

No es imposible que las observaciones en el campo de los rayos cósmicos, gracias a experimentos como Pamela, ATIC o el mismo FERMI, nos den por fin una prueba convincente de la existencia de la materia oscura antes de que lo consiga el LHC. Mientras tanto son siempre los telescopios en órbita como el Chandra y el Hubble los que llevan la voz cantante.

La localización sobre la bóveda celeste del cúmulo de galaxias de la constelación de Perseo.© NASA, ESA, A. Fujii (STScI) (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

Recientemente, un grupo de investigadores observó con la ayuda del Hubble el cúmulo de galaxias de Perseo, situado a 250 millones de años luz. El astrónomo Christopher Conselice, de la universidad de Nottingham, y sus colegas tuvieron una sorpresa.

Este equipo ya había realizado una primera campaña de observaciones en el suelo con el telescopio WIYN del Kitt Peak National Observatory, cerca de Tucson, en Arizona. Algunas ya conocidas galaxias enanas en el cúmulo de Perseo mostraban algunos signos de comportamiento anormal pero la resolución alcanzada no permitía alcanzar conclusiones. Había que pedir tiempo de observación con el instrumento ACS, Advanced Camera for Surveys (Cámara de Reconocimiento Avanzada), un instrumento de tercera generación que equipa al telescopio Hubble desde hace algún tiempo.

Este instrumento reveló 17 nuevas galaxias enanas que elevaban a 29 el número de estas pequeñas galaxias elípticas en el cúmulo de Perseo. Ahora bien, todas ellas parecen muy regulares y casi esféricas sin ningún indicio de formaciones de estrellas recientes.

Una primera aproximación sobre el cúmulo de Perseo permite identificar galaxias elípticas enanas casi esféricas.© NASA, ESA, D. De Martín (ESA/Hubble), C. Conselice (Universidad de Nottingham (pulsar sobre la imagen para una mayor resolución)

¿Por qué conservan estas galaxias una forma regular?

En un primer análisis, el resultado es sorprendente. No sólo las interacciones entre galaxias no son extrañas en un cúmulo, sino que el simple potencial gravitacional de la distribución de galaxias y de materia en el cúmulo debería producir fuerzas de marea perturbadoras deformando estas galaxias enanas. Todo parece indicar que algo las aisla desde hace tiempo de interacciones gravitacionales dentro del cúmulo... ¿Pero qué?.

Por el momento, sólo existe una explicación. Si se admite, como en el caso de otras galaxias, la existencia de un halo de materia oscura que inunda cada una de las galaxias enanas, podemos demostrar que en la cantidad adecuada, la fuerza de cohesión gravitacional de estas galaxias puede ser lo bastante fuerte para permitirles resistir las perturbaciones de sus vecinas. Estas galaxias enanas serían particularmente ricas en materia oscura.

Examinadas más detalladamente, las galaxias enanas del cúmulo de Perseo se revelan muy regulares.© NASA, ESA, C. Conselice (Universidad de Nottingham), Z. Levay (STScI) (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

Notoriamente, las enanas menos luminosas parecen ser también las más ricas en materia oscura, lo que concuerda perfectamente con las predicciones del modelo de la materia oscura fría.



Crédito de las imágenes: NASA, ESA, A. Fujii (STScI). D. De Martín (ESA/Hubble), C. Conselice (Universidad de Nottingham). Z. Levay (STScI).



Traducido para Astroseti.org por Xavier Civit



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