Las simulaciones de galaxias podrían ayudar a revelar los orígenes de la Vía Láctea

Astrónomos de Rutgers han producido las simulaciones de galaxias más avanzadas de su tipo, las cuales podrían ayudar a revelar los orígenes de la Vía Láctea y de docenas de pequeñas galaxias enanas vecinas.

Su investigación también podría ayudar a la búsqueda, que ya dura décadas, de la materia oscura, que llena un estimado 27 por ciento del universo. Además, las simulaciones por ordenador de galaxias enanas "ultra-débiles" podrían ayudar a arrojar luz sobre cómo se formaron las primeras estrellas en el universo.

"Nuestras simulaciones generadas por supercomputadora proporcionan la imagen a mayor resolución hasta la fecha de una galaxia del tipo de la Vía Láctea", dijo la co-autora Alyson M. Brooks, profesora asociada en el Departamento de Física y Astronomía en la Escuela de Artes y Ciencias de la Universidad de Rutgers-New Brunswick. "La alta resolución nos permite simular galaxias vecinas más pequeñas que nunca antes, las 'ultra-débiles' galaxias enanas. Estas diminutas galaxias son en su mayoría materia oscura y por lo tanto son algunas de las mejores muestras que tenemos para aprender sobre la materia oscura, y esta es la primera vez que han sido simuladas alrededor de una galaxia similar a la Vía Láctea. La gran variedad de galaxias simuladas no tiene precedentes, incluyendo una que perdió toda su materia oscura, similar a lo que se ha observado en el espacio".

El equipo dirigido por el personal de Rutgers generó dos nuevas simulaciones de galaxias tipo Vía Láctea y sus alrededores. Las llaman "Simulaciones de la Liga de la Justicia de DC", nombrándolas en honor a dos mujeres que han servido en la Corte Suprema de los Estados Unidos: la actual Jueza Asociada Elena Kagan y la Jueza Asociada retirada Sandra Day O'Connor.

Se trata de simulaciones cosmológicas, lo que significa que comienzan poco después del Big Bang y modelan la evolución de las galaxias a lo largo de toda la edad del universo (casi 14.000 millones de años). Ligadas por la gravedad, las galaxias consisten en estrellas, gas y polvo. La Vía Láctea es un ejemplo de una gran galaxia espiral barrada, según la NASA.

Simulación por ordenador de una galaxia parecida a la Vía Láctea (centro) y sus pequeñas galaxias (enanas) vecinas. El recuadro central muestra la cantidad de materia oscura (más brillante indica más densidad). Los recuadros pequeños muestran lo que un telescopio podría ver. (Foto: Elaad Applebaum)

En los últimos años, los científicos han descubierto galaxias satélites "ultra-débiles" de la Vía Láctea, gracias a estudios digitales del cielo que pueden alcanzar objetos más débiles que nunca. Mientras que la Vía Láctea tiene alrededor de 100.000 millones de estrellas y tiene miles de años luz de diámetro, las galaxias ultra-débiles tienen un millón de veces menos estrellas (menos de 100.000 y tan poco como unos pocos cientos) y son mucho más pequeñas, abarcando decenas de años luz. Por primera vez, las simulaciones permiten a los científicos comenzar a modelar estas galaxias satélites ultra-débiles alrededor de una galaxia tipo Vía Láctea, lo que significa que proporcionan algunas de las primeras predicciones sobre lo que descubrirán los futuros estudios del cielo.

En una simulación, una galaxia perdió toda su materia oscura, y si bien galaxias reales como esa ya se han visto antes, esta es la primera vez que alguien ha simulado una galaxia así. Este tipo de resultados les dice a los científicos lo que es posible cuando se trata de formar galaxias, y están aprendiendo nuevas formas en que pueden surgir galaxias vecinas, permitiéndoles entender mejor lo que los telescopios encuentran.

En aproximadamente un año, el Large Synoptic Survey Telescope, recientemente rebautizado como Observatorio Vera C. Rubin, comenzará una inspección dirigida a todo el cielo y los científicos esperan encontrar cientos de galaxias ultra-débiles. En los últimos años, los estudios dirigidos a una pequeña porción del cielo han descubierto docenas de ellas.

"El simple hecho de contar estas galaxias puede informar a los científicos sobre la naturaleza de la materia oscura. Estudiar su estructura y los movimientos de sus estrellas puede decirnos aún más", dijo el autor principal Elaad Applebaum, un estudiante de doctorado de Rutgers. "Estas galaxias también son muy antiguas, con algunas de las estrellas más antiguas, lo que significa que pueden decirnos cómo se formaron las primeras estrellas en el universo".

Los científicos del Grinnell College, la Universidad de Oklahoma, la Universidad de Washington, la Universidad de Oslo y el Centro de Astronomía y Astrofísica de Yale contribuyeron al estudio. La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias. (Fuente: NCYT Amazings)