Una galaxia casi invisible que desafía el modelo de la materia oscura

“Nube” es una galaxia enana casi invisible descubierta por un equipo internacional de investigación.

Su brillo es tan débil que ha pasado desapercibida en los distintos cartografiados previos de esa parte del cielo, como si de un fantasma se tratase. Esto se debe a que las estrellas que la componen se encuentran muy repartidas en un gran volumen, lo cual volvía a Nube casi imperceptible.

El nuevo estudio lo ha realizado un equipo liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en colaboración con la Universidad de La Laguna (ULL), en España, y otras entidades.

El nombre de “Nube” fue puesto por la hija de 5 años de uno de los investigadores del grupo y debe su nombre a la forma difusa que presenta el objeto.

Esta nueva galaxia tiene una serie de peculiaridades que la hace distinta a los demás objetos conocidos de hoy en día. El equipo científico estima que Nube es una galaxia enana 10 veces más débil en brillo que las otras de su tipo, pero a su vez es 3 veces más extensa que otros objetos con igual cantidad de estrellas. Se trata de un objeto que mide un tercio de la Vía Láctea, pero con una masa similar a la de la Pequeña Nube de Magallanes, una galaxia cercana a la nuestra.

“Con nuestro conocimiento actual, no sabemos cómo es posible que una galaxia con esas características tan extremas pueda existir”, confiesa Mireia Montes, autora principal del estudio e investigadora en el IAC y en la ULL.

Desde hace años, Ignacio Trujillo, coautor del estudio, ha estado analizando junto a colegas los cartografiados obtenidos por el SDSS (Sloan Digital Sky Survey) sobre una franja específica del cielo bajo el marco del proyecto Legado del IAC Stripe 82. En una de las revisiones, los investigadores se percataron de una débil mancha que consiguió llamar lo suficiente su atención como para que decidiesen ponerse en marcha.

El siguiente paso fue utilizar las imágenes multicolor ultraprofundas del Gran Telescopio de Canarias (GTC) para confirmar que esa mancha que aparecía en el cartografiado no era algún tipo de error, sino que se trataba de un objeto extremadamente difuso.

Debido a su bajo brillo, es difícil determinar la distancia exacta a la que se encuentra Nube.

Los autores del estudio determinaron mediante una observación obtenida con el radiotelescopio de Green Bank (GBT) que la galaxia podría estar a unos 300 millones de años-luz, aunque próximas observaciones con el conjunto de radiotelescopios VLA (Very Large Array) y el Telescopio William Herschel tratarán de confirmar si esta distancia es correcta. “Si la galaxia estuviera finalmente más cerca, seguiría siendo un objeto muy raro que presenta retos importantes para la astrofísica”, comenta Ignacio Trujillo.

La galaxia Nube vista a través de diferentes observatorios. (Imágenes: SDSS / GTC / IAC)

¿Otro desafío para el modelo de la materia oscura actual?

Por norma general, las galaxias tienen una densidad de estrellas mucho mayor en las partes internas, y esta se reduce de forma muy rápida conforme crece la distancia al centro. Sin embargo, Montes señala que en Nube “la densidad de estrellas apenas varía en todo el cuerpo, por eso es tan débil y no la hemos podido observar hasta tener las imágenes ultraprofundas del GTC”.

Nube ha dejado desconcertada a la comunidad astronómica. A priori, destaca el equipo, no hay ninguna interacción o indicación que explique sus extrañas propiedades. Las simulaciones cosmológicas son incapaces de reproducir sus “características extremas” aún planteando distintos escenarios. “Nos hemos quedado sin opciones dentro del modelo cosmológico aceptado ahora, que es el de la materia oscura fría”, destaca la investigadora.

El modelo de materia oscura fría reproduce estructuras a gran escala, pero hay escenarios a pequeña escala, como es el caso de Nube, para los que es incapaz de dar respuesta. Se ha comprobado cómo los distintos modelos teóricos no pueden reproducirlo por lo que es uno de los casos más extremos que se conocen hasta el día de hoy. “Es posible que con esta galaxia, y similares que podamos encontrar, obtengamos pistas adicionales que nos abran una nueva ventana para entender el universo”, comenta Montes.

“Una posibilidad muy sugerente es que las propiedades inusuales de Nube nos indiquen que las partículas que forman la materia oscura tengan una masa ridículamente pequeña”, indica Ignacio Trujillo. Si este fuera el caso, la estructura inusual de esa galaxia sería una manifestación de las propiedades de la física cuántica, pero a escala galáctica. “Si esta hipótesis se confirmara, sería una de las más bellas exhibiciones de la naturaleza que unifica el mundo de lo más pequeño con lo más grande”, concluye.

El estudio se titula “An almost dark galaxy with the mass of the Small Magellanic Cloud”. Y se ha publicado en la revista académica Astronomy and Astrophysics. (Fuente: IAC)