Astrónomos chinos descubren misteriosa galaxia invisible de materia oscura

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En los continuos esfuerzos por estudiar el universo se requieren realizar detecciones en todas las longitudes de onda posibles. Desde la caída del radiotelescopio de Arecibo, FAST se ha convertido en el más grande observador del cielo en las ondas de radio. Apoyado por otros grandes telescopios se desea conocer la estructura, composición e historia de las galaxias lejanas. Así como entender la materia oscura. Recientemente, un equipo de astrónomos chinos encontró una enigmática galaxia hecha en casi su totalidad de materia oscura.

FAST Radio Telescope captured from video
Fotografía del radiotelescopio FAST en la cuenca natural de Da Wo Dang al suroeste de China.

Una fuerza invisible

Comparando las predicciones según la distribución de masa observada en las galaxias con los datos observados se hace evidente una discrepancia hacia los bordes. Para poder explicar estas anomalías se asume la existencia de materia diferente a la conocida actualmente. La cual no interactúa con la luz y por ende es invisible.

La naturaleza, composición o comportamiento de la materia oscura es un gran misterio. De momento solamente se infiere su existencia por perturbaciones gravitacionales en las galaxias. Las cuales a su vez cuentan en promedio con un 90 % de materia oscura y un 10 % de materia ordinaria o bariónica.

Una galaxia sin materia

Empleando el radiotelescopio chino FAST; por las siglas en inglés de radiotelescopio esférico con apertura de 500 metros, se realizaba un escrutinio del cielo de las regiones H1. Las cuales son nubes de hidrógeno molecular en el medio interestelar. Combinando las observaciones con imágenes de Pan-STARRS1 el equipo liderado por Jin-Long Xu encontró una nube H1 sin una contraparte en el espectro visible. Impulsados por la curiosidad continuaron con el estudio del objeto FAST J0139+4328. Al analizar más detenidamente los datos encontraron que el objeto es una galaxia a aproximadamente 28.8 mega pársecs o 94.1 millones de años luz.

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Recreación digital de la Vía Láctea en el centro y el correspondiente halo de materia oscura.

En 2006 aparecía por primera vez en la literatura la posible existencia de las denominadas galaxias oscuras. Objetos poco comunes en el universo y que presentarían gran dificultad para ser detectados. Consistiendo en un gran halo de materia oscura y con la peculiar característica de evidenciar ausencia de estrellas. Esto debido al fracaso del polvo estelar para colapsar e iniciar la fusión nuclear. Emitiendo así muy poca luz en longitudes de onda del infrarrojo, visible y ultravioleta. Mismo que dificulta su observación al ser muy tenues y pasando desapercibida por instrumentos con insuficiente sensibilidad.

 Previamente, se habían encontrado varios candidatos a galaxias oscuras, pero estas se encontraban muy cerca de otras galaxias mayores. Las cuales, a su vez, pueden causar perturbaciones de marea que interfieran con los datos esperados y lleve a confundirlas. En este caso FAST J0139+4328; nombre que recibe por sus coordenadas en el cielo, es un ejemplo aislado.

Una galaxia invisible

Para poder confirmar el descubrimiento del exótico objeto se hacía necesario utilizar datos de observatorios en diferentes longitudes de onda. Para las regiones del visible se empleó el telescopio Pan-STARRS1, el infrarrojo cercano con 2MASS, el infrarrojo medio con el observatorio WISE y ultravioleta cercano con GALEX. Además de reconocer las estrellas presentes en aquella dirección con datos de archivo de Gaia.

FAST
Imágenes del objeto FAST J0139+4328 en diferentes bandas. a) Visible b) Infrarrojo cercano c)GALEX d)WISE. Los círculos rojos representan el correspondiente tamaño de la galaxia y las elipses negras estrellas de la Vía Láctea que se encuentran en la misma dirección.

En conjunto con todos estos datos se consiguió estimar la masa de la galaxia. Siendo la correspondiente al gas alrededor de 83 millones de masas solares y un total, incluyendo la materia oscura, de 5 100 millones de masas solares. Toda esta materia es insuficiente para fomentar una continua evolución estelar. Estos datos permiten concluir y confirmar la primera detección de una galaxia oscura rica en gas detectada en el universo cercano, ofreciendo una gran oportunidad para entender la evolución galáctica y abrir las puertas a una nueva rama del estudio del cosmos.

Francisco Andrés Forero Daza