Astrónomos descubren una galaxia masiva compuesta por materia oscura

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Un equipo de astrónomos ha encontrado una galaxia cercana –en la constelación de Coma– que tiene una masa muy similar a la que tiene nuestra galaxia la Vía Láctea, pero contiene menos del 1% de sus estrellas.

La galaxia encontrada emite energía de forma muy débil y ha evadido ser detectada durante décadas. Ahora, el equipo que está detrás del descubrimiento tratan de descifrar cómo es que su falta de estrellas no ha hecho que esta galaxia desaparezca. Una de las conclusiones a las que han llegado es que está formada por 99,99% de materia oscura.

Se estima que la materia oscura conforma el 27% de toda la materia y la energía que se puede observar en el universo. De ella podemos inferir su existencia debido a que detectamos solamente su fuerza gravitatoria, mientras que no podemos detectar alguna forma de luz o radiación.

A pesar de todos los años que se han investigado, no tenemos hasta ahora ninguna idea qué es realmente la materia oscura. Sólo sabemos que esta materia invisible es crucial para la estabilidad del universo.

Las galaxias giran tan rápido que únicamente por la fuerza de gravedad nos podemos explicar el hecho de que permanezcan unidas y cohesionadas. Algo más debe de estar sujetándolas, algo más que también mantiene a la estructura del universo mismo cohesionada. Una de las respuestas que dan los científicos a esta realidad, es precisamente, la existencia de materia oscura.

De hecho, el Modelo Estándar de la Cosmología sugiere que existe mucha materia oscura en el Universo donde por cada gramo de átomo que existe, hay al menos cinco veces más de materia oscura.

Ahora los científicos han encontrado una galaxia que está hecho casi completamente por esta materia.

Llamada “Dragonfly 44”, la galaxia fue descubierta en 2014, cuando un equipo de astrónomos, utilizando el Observatorio Keck  y el Telescopio Gemini norte situado en Manuakea, Hawaii, localizó un gran número de galaxias  denominadas“mullidas” o “suaves” en una región llamada el “Cúmulo Coma”, que se encuentra a unos 320 millones de años luz.

“Si la Vía Láctea es un mar de estrellas, entonces estas nuevas galaxias descubiertas son como jirones de nubes”, afirma uno de los investigadores, Pieter van Dokkum de la Universidad de Yale.

“Nos estamos haciendo algunas primeras ideas de cómo se formaron y es notable que hayan sobrevivido”, añade el investigador.

“El descubrimiento se enmarca por una región bastante densa y violenta del espacio llena de materia oscura y galaxias zumbando alrededor, por lo que creemos que deben estar envueltas en su propio escudo de materia oscura que las protege de un asalto intergaláctico”.

Ahora van Dokkum y su equipo han tenido la oportunidad de poner a prueba sus hipótesis y averiguando la masa de “Dragonfly 44” afirman que tienen suficiente evidencia para sugerir que realmente la materia oscura realmente está uniendo o “pegando” la galaxia entera.

Los científicos midieron también la velocidad de las estrellas en “Dragonfly 44” durante 33.5 horas durante un periodo de seis noches, y han utilizado esta información para calcular la masa completa de la galaxia en cuestión.

Un incremento en la velocidad de un objeto producirá que este incremente su energía de movimiento y por lo tanto su masa, lo que significa que entre más rápido vayan estas estrellas, más masiva será la galaxia en la que se encuentran.

Habiendo medido la velocidad de las estrellas de “Dragonfly 44” a una velocidad de 47 kilómetros por segundo, el equipo a podido calcular que es alrededor de 1 trillón de veces más masivo que el Sol, bastante más pesado para mantenerse unido sin la presencia de la materia oscura que es la que en realidad ayuda a esta galaxia a permanecer cohesionada.

“El movimiento de las estrellas te dice cuánta materia hay ahí”, afirmó van Dokkum en una entrevista concedida al periodista Avery Thompson de la revista Mecánica Popular, donde también ha señalado que “no les importa la forma que tiene la materia, simplemente nos está diciendo que está ahí. Utilizando el Telescopio Keck, encontramos muchísima más masa señalada por el movimiento de las estrellas que la masa que en realidad hay ahí producto de la presencia de esas estrellas”.

Habiendo estimado que la galaxia necesita estar formada por 99,99 % de materia oscura para permanecer intacta, el equipo ha encontrado oficialmente la galaxia más oscura de que hasta hoy se tengan noticias, ya que una galaxia muy parecida fue encontrada hace unos años en el llamado Cúmulo de Virgo con un 99,96% de materia oscura.

Este descubrimiento, a pesar de lo maravilloso que resulta, produce más preguntas que respuestas. Ahora mismo, todo candidato potencial para ser considerado materia oscura, ha fallado para producir suficiente evidencia para explicar de qué está hecho y, hasta ahora, las únicas galaxias formadas por materia oscura que hoy conocemos han sido muy pequeñas.

“Dragonfly 44” es grande, y nadie puede saber ahora cómo pudo hacerse tan grande, y permanecer grande, con tan poca materia visible.

“Es difícil argüir o estar en desacuerdo con las últimas observaciones, sin embargo, la conclusión a la que llega este trabajo va en contra de mi entendimiento sobre cómo se forman las galaxias”, afirma la astrónoma de la Universidad de Yale, Marla Geha, quien, por cierto, no estuvo implicada en el descubrimiento.

Geha también afirma que “yo espero que estos objetos sean más bien raros y que solamente se formen en ambientes especiales como los cúmulos densos de galaxias, de otra forma tendremos que reescribir la historia de cómo se forman las galaxias”, concluye.

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Traducido y editado por Julio Moll. 

Referencia: http://www.sciencealert.com/astronomers-have-discovered-a-massive-ghost-galaxy-that-s-99-99-percent-dark-matter

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La NASA revela un nuevo e impresionante catálogo de todo el cielo en infrarrojos

Éste es un mosaico de las imágenes cubriendo el cielo completo, tal y como es observado por el Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) /Fuente: NASA

La NASA ha develado un nuevo atlas y un catálogo de todo el cielo en ondas infrarrojas, mostrando más de mil millones de estrellas, galaxias y otros objetos que han sido capturados por el Wild-Field Infrared Survey Explorer (WISE).

“La sonda WISE ha entregado el fruto del trabajo de 14 años de esfuerzos a la comunidad astronómica”, ha dicho Edward Wright, de la Universidad de California en los Ángeles, quien es el investigador principal.

La nave fue lanzada el 14 de Diciembre de 2009, y, en 2010, mapeó todo el cielo con mucha mayor sensibilidad que sus sondas predecesoras, recogiendo más de 2,7 millones de imágenes tomadas de cuatro tipos de longitudes de onda en infrarrojos, capturando todo: desde asteroides cercanos hasta galaxias distantes. Desde entonces, el equipo ha estado procesando más de 15 millones de bytes de datos devueltos por la sonda.

El catálogo WISE del cielo entero cumple el objetivo fundamental de la misión, ya que las exposiciones individuales habían sido combinadas dentro de un atlas de más de 18,000 imágenes cubriendo el cielo y un catálogo que hace un listado de las propiedades infrarrojas de más 560 millones de objetos individuales encontrados en las imágenes. La mayoría de los objetos son estrellas y galaxias, con apróximadamente la misma cantidad de cada una. Muchos de estos bojetos habían sido observados con anterioridad.

Las observaciones de la sonda WISE han llevado a numerosos descubrimientos, incluyendo a las elusivas estrellas frías. Los astrónomos habían estado intentando cazar a estas estrellas fallidas llamadas también “Y-enanas” o Enanas Marrones, por más de una década. Y se les considera estrellas fallidas porque siempre han permanecido frías desde su nacimiento, lo que las hace no emitir ondas electromagnéticas en luz visible y, por este hecho, no podían ser detectadas hasta que el telescopio WISE lo ha hecho en longitudes de onda en infrarrojos.

La misma imagen que aparece al principio, pero con la diferencia de que aquí se detallan algunos objetos importantes que conforman a la Vía Láctea /Fuente: http://www.wise.ssl.berkeley.edu/

Otro dato interesante es que la sonda WISE también logró hacer un sondeo de asteroides cercanos a la Tierra, encontrando que existen pocos objetos de masa media de lo que antes se pensaba.

Otros descubrimientos fueron inesperados: por ejemplo, la sonda descubrió el primer asteroide Troyano que comparte el mismo camino orbital alrededor del Sol como lo hace la Tierra alrededor de éste.

Por otro lado, una de las imágenes dadas a conocer muestran una sorprendente fotografía de un “eco” de luz infrarroja rodeando a una estrella en explosión. El “eco” ha sido grabado en las nubes de gas y polvo cuando el destello de luz de la explosión de la supernova calentó las nubes circundantes.

Para poder ver una inmensa colección de imágenes tomadas por la sonda WISE, se puede ir a la siguiente liga: http://wise.ssl.berkeley.edu/gallery_images.html

Y para aquellos que busquen una guía y una introducción más minuciosa, enfocada a astrónomos, se puede acceder desde: http://wise2.ipac.caltech.edu/docs/release/allsky/

TRADUCCIÓN Y EDICIÓN de Julio García.

FUENTE: www.nasa.gov

Una imágen obtenida de la materia obscura, abre el camino para comprender mejor la energía oscura.

Un excepcional cúmulo de galaxias, el más grande visto en el lejano universo, ha sido encontrado utilizando el Observatorio de Rayos X Chandra (que se encuentra en órbita alrededor de la Tierra) y el telescopio Cosmológico de Atacama -que se encuentra en Chile- de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

Oficialmente conocido como ACT-CL J0102-4915, los descubridores de este supercúmulo lo han bautizado también como “El Gordo”, en reconocimiento a su conexión chilena, ya que, aunque el telescopio es operado por Estados Unidos, se encuentra situado en suelo chileno.

El Gordo se encuentra a siete millones de años luz de la Tierra, por lo que en realidad se está observando a este cúmulo en su edad más jóven.

“El cúmulo es el más masivo, el más caliente, y emite la mayor cantidad de rayos X de los cúmulos encontrados hasta ahora”, ha dicho Felipe Menanteau de la Universidad Rutgers de Brunswick, Nueva Jersey, quien además encabeza el estudio.

Los cúmulos galácticos, los objetos más grandes conocidos en el universo que se mantien unidos por la gravedad, se forman a partir de la fusión de cúmulos de galaxias más pequeños. Y, debido a que su proceso de formación depende de la cantidad de materia obscura y energía oscura en el universo, los cúmulos pueden ser utilizados para estudiar este misterioso fenómeno.

Los imponentes telescopios del Observatorio Europeo del Sur, en Chile.

La existencia de la materia oscura se puede inferir a través de sus efectos gravitacionales, ya que no emite ni absorbe gran cantidad de luz que pueda ser detectada por los telescopios.

Por otra parte, la energía oscura es una hipotética forma de energía que impregna todo el espacio y que ejerce una presión negativa que produce que el universo se expanda a una velocidad cada vez mayor.

“Los cúmulos gigantes de galaxias como éste son solo uno de los que pretendemos encontrar”, ha afirmado uno de los miembros del equipo, Jack Hughes, también de la Universidad de Rutgers. “Nosotros queremos saber si entendemos cómo estos objetos extremos se forman utilizando los mejores modelos de cosmología que están actualmente disponibles”.

Sin embargo, un cúmulo del tamaño y la distancia de “El Gordo” es extremadamente raro, ya que es probable que su formación pueda ser entendida en términos del modelo estándard de la cosmología del Big Bang. En este modelo, el universo está compuesto predominántemente por materia y energía oscura, que comenzó a formarse a partir de una gran explosión hace 13,700 millones de años.

El equipo de científicos encontraron a “El Gordo” gracias al efecto Sunyaev-Zeldovich. A partir de este fenómeno, los fotones en el fondo cósmico de microondas interactúan con los electrones en el gas caliente que impregna éste enorme cúmulo de galaxias. Los fotones -por su parte- adquieren energía a partir de estas interacciones, las cuáles distorsionan la señal del fondo de microondas en la dirección de estos cúmulos. La magnitud de la distorsión depende de la densidad y la temperatura de los electrones calientes y del tamaño físico de los cúmulos.

El Cúmulo Bala, que se encuentra a 3,400 millones de años luz de la Tierra.

Datos en rayos X obtenidos del telescopio Chandra y del Telescopio muy Grande del Observatorio Europeo del Sur (un telescopio óptico que míde 8 metros) muestran que  El Gordo es, en efecto, el producto de la interacción de dos pequeños cúmulos de galaxias que corren una junto a la otra a varios miles de kilómetros por hora.

Ésta y otras características hacen que El Gordo sea similar al objeto llamado Cúmulo Bala, que se encuentra localizado a unos 4 millones de años luz de la Tierra y que- como en éste último- hay evidencia de que la materia normal, mayoritariamente compuesta por gas caliente y rayos X, haya sido arrancada de la materia oscura. Por su parte, el gas caliente en cada cúmulo se vio frenado por la coalición, pero la materia oscura no.

“Esta es la primera vez que hemos encontrado un sistema como el Cúmulo Bala a tales distancias”, ha dicho Cristobal Sifon de la Pontificia Universidad Católica de Chile (PUC), quien también ha comentado: “es como díce la expresión: si tu quieres sáber a dónde vas, primero tienes que saber a dónde has estado”.

Todo lo referente a los resultados obtenidos del cúmulo El Gordo, han sido anunciados en la 219ª reunión de la Sociedad Americana de Astronomía que se celebra en Austin, Texas cada año. Un “paper” describiendo estos resultado ha sido aceptado para su publicación en el Astrophysical Journal.

Traducción de Julio García.

Fuente: www.physorg.com