Los astrónomos han descubierto lo que podría ser la primera galaxia oscura.

Es posible que una nube de gas en el racimo de Virgo sea la primera galaxia oscura jamás encontrada, dicen unos astrónomos británicos, australianos, italianos y franceses. El misterioso objeto tiene un décimo de la masa de la Vía Láctea, pero consiste únicamente de gas hidrógeno y de materia oscura, sin estrellas detectables.

El racimo de galaxias de Virgo alberga más de 100 galaxias de varios tipos. Ahora, los astrónomos piensan que han hallado una galaxia sin estrellas. Crédito: Jean-Charles Cuillandre, Coelum, CFHT

“Si podemos definir exactamente qué es, representará una clave interesante sobre la formación galáctica”, dice Martin Rees de la Universidad de Cambridge, quien no formó parte del equipo que realizó el descubrimiento. “Podría ser un halo oscuro donde, por alguna razón, algo del gas fue eliminado o está más diseminado que en una galaxia típica”.

Según las ideas actuales sobre la formación de las galaxias, en el universo primitivo los halos de materia oscura se unieron, el gas se afincó en esos halos oscuros y se convirtieron en estrellas, creándose así las galaxias luminosas como la Vía Láctea.

Robert Minchin, Jonathan Davies y Michael Disney de la Universidad de Cardiff en Gales y sus colegas realizaron recientemente un seguimiento del objeto, que fue detectado hace dos años, con observaciones ópticas y de radio.

Denominada Virgo HI 21, la nube fue descubierta a causa de que sus átomos de hidrógeno emiten radioenergía con una longitud de onda característica de 21 centímetros. Las ondas fueron detectadas inicialmente por uno de los radiotelescopios de Jodrell Bank en Inglaterra, y luego por la instalación de Arecibo en Puerto Rico.

El corrimiento al rojo de la radiación de 21 centímetros indica que la nube se encuentra en el racimo galáctico de Virgo. Este cúmulo marca el centro del Súper Racimo Local, la enorme estructura de galaxias entre cuyos límites se incluyen las galaxias de Andrómeda y de la Vía Láctea.

Radiotelescopio de Arecibo, Puerto Rico

Si la nube se encuentra a la distancia del racimo de Virgo (unos 52 millones de años luz), entonces mide aproximadamente unos 50.000 años luz de diámetro, aproximadamente la mitad del disco estelar de la Vía Láctea. La potencia de la radiación de 21 centímetros indica que la nube alberga unos 200 millones de masas solares de hidrógeno atómico, aproximadamente un décimo de las existencias de nuestra galaxia.

Pero la masa total de la nube es mucho mayor, lo que implica que al igual que la mayoría de las galaxias (incluida la nuestra) consiste principalmente de materia oscura. Los astrónomos creen que la materia oscura está compuesta por partículas sub-atómicas exóticas que ejercen fuerza gravitatoria pero no interactúan de ninguna otra forma con la materia ordinaria.

El equipo de Minchin estima que la masa total de la nube alcanza los 90.000 millones de masas solares. Los astrónomos llegaron a esta conclusión porque los átomos de hidrógeno de la nube se mueven, en relación de unos con otros, a una velocidad aproximada de 220 kilómetros por segundo. Si la nube tuviera menos de 90.000 millones de masas solares, su gravedad sería demasiado débil como para sostener átomos tan veloces.

Una galaxia normal del racimo de Virgo que tuviera una masa similar mostraría un brillo de 12a. magnitud y sería muy fácil de ver. Pero los astrónomos utilizaron el telescopio Isaac Newton de 2,5 metros en las Islas Canarias para obtener imágenes profundas en las longitudes de onda del azul, del rojo y del infrarrojo cercano, y no pudieron ver a la galaxia. Ésto significa que el objeto no emite más de 100 millones de luminosidades solares. En comparación, la Vía Láctea emite 100 veces más luz que esa cantidad. La relación masa-luz azul del objeto de más de 500, por lo menos 10 veces la de la Vía Láctea.

“Esta podría ser una galaxia oscura que ha fracasado en la formación de estrellas debido a que la baja densidad de la superficie del disco impide la fragmentación del gas”, propuso el equipo de Minchin.

Anteriormente, los astrónomos habían sugerido que las galaxias no podrían dar nacimiento a estrellas en las regiones en que la densidad superficial del gas sea inferior a 10²⁰ átomos de hidrógeno por centímetro cuadrado (un área equivalente a la de un cubo de azúcar) porque el gas sería demasiado difuso como para acumularse y formar estrellas. La densidad media de la nube de Virgo es de aproximadamente la mitad de ese umbral, unos 4 x 10¹⁹ átomos por centímetro cuadrado.

Telescopio Isaac Newton de 2,5 metros en Roque de los Muchachos, La Palma, Islas Canarias.

A Martin Rees le gustaría saber si el oscuro objeto está rotando más rápidamente que una galaxia típica. “¿Es éste un sistema donde el gas posee un momento angular mayor que el promedio?”, pregunta.

“Se sabe que existe una clase de galaxias que tiene una baja luminosidad superficial, por ejemplo la así llamada Malin 1, y quizás haya galaxias que poseen una rotación superior al promedio y en las que, por lo tanto, el disco llega a tener un radio mayor y una densidad superficial inferior al promedio”, explica Rees. “Una pregunta es si un sistema como éste pudiera ser una versión más extrema, donde el halo ha rotado mucho más que el promedio y cuyo disco, por lo tanto, no haya llegado a ser tan pequeño como el promedio y tenga una densidad superficial menor a la del umbral que permite inicial la formación estelar”.

Si Virgo HI 21 es una galaxia oscura, su existencia no aumenta significativamente la masa estimada del universo. Considerando el volumen de espacio que el equipo y otros astrónomos han examinado, Minchin y sus colegas dicen que la cantidad de materia en tales galaxias oscuras signifique probablemente apenas un uno por ciento de la necesaria para detener y revertir la expansión del universo.

En el pasado los astrónomos han informado sobre el descubrimiento de otras galaxias oscuras, pero esas pretensiones han tenido destinos igualmente oscuros.

En 1989, por ejemplo, los radioastrónomos Riccardo Giovanelli de Arecibo y Martha Haynes de la Universidad de Cornell hallaron en Virgo una nube que parecía carecer de estrellas. Anunciaron que era una protogalaxia, pero las observaciones ópticas revelaron prontamente que era una pequeña galaxia irregular.

Minchin y sus colegas esperan que su galaxia oscura se comporte mejor. Su artículo, “Una Nube Oscura de Hidrógeno en el Racimo de Virgo” aparecerá en un número futuro de Astrophysical Journal Letters.

Comenta Rees: “Creo que es una observación interesante y un artículo escrito claramente donde los autores son conscientes de todas las incertidumbres obvias porque, como dicen ellos mismos, ha habido muchas y muchas búsquedas de estas así llamadas galaxias no-natas, y los candidatos anteriores han demostrado poseer estrellas o han probado ser galaxias desintegradas, y los investigadores han tratado de eliminar esas opciones en este caso”.

El redactor del artículo, Ken Croswell, es un astrónomo de Berkeley, California, y autor de un libro sobre cosmología, “El Universo a Medianoche” (The Universe at Midnight) .

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Web Site: Astronomy.com
Artículo: “The first dark galaxy?”
Autor: Ken Croswell
Fecha: Febrero 18, 2005

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Para Astroseti.org: Heber Rizzo Baladán

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