Una corriente estelar distante ofrece una nueva forma de cartografiar la materia oscura

Astrónomos han identificado un tenue rastro de estrellas en una galaxia más allá de la Vía Láctea, lo que constituye la primera detección de una corriente estelar de un cúmulo globular fuera de nuestra propia galaxia. La observación también demuestra que estas delicadas estructuras pueden utilizarse para investigar la materia oscura en galaxias lejanas.

El equipo internacional de investigación estuvo dirigido por Julie Kiel Holm, del Instituto Niels Bohr, y Sarah Pearson, de DTU Space. Sus hallazgos se publicaron en Nature, según ScienceDaily, que informó sobre material proporcionado por la Universidad de Copenhague.

La corriente se encuentra en UGC9050-Dw1, una galaxia ultradifusa. Estas galaxias emiten muy poca luz, lo que dificulta el estudio tanto de la galaxia como de la estrecha estructura estelar que alberga. Los investigadores utilizaron la corriente recién identificada para calcular la masa total de la galaxia y la forma en que dicha masa se distribuye en ella.

Sus resultados indican que UGC9050-Dw1 contiene una cantidad considerable de materia oscura, en consonancia con trabajos anteriores sobre galaxias ultradifusas. La importancia del estudio no radica únicamente en el descubrimiento de la corriente, sino también en demostrar que una técnica utilizada anteriormente en la Vía Láctea puede funcionar en otra galaxia.

Un rastro moldeado por la gravedad

Los cúmulos globulares son grupos densos de estrellas unidos por su gravedad mutua. A medida que un cúmulo atraviesa su galaxia anfitriona, el campo gravitatorio de la galaxia puede ir arrancando estrellas de forma gradual. Con el tiempo, esas estrellas forman una corriente larga y estrecha a lo largo de la trayectoria del cúmulo.

La estructura de una corriente refleja las fuerzas gravitatorias que actúan sobre ella. Al examinar su forma y movimiento, los astrónomos pueden inferir cómo se distribuye la materia en la galaxia circundante. Esto convierte a las corrientes estelares en indicadores indirectos útiles de la materia oscura, que no puede observarse directamente.

Se cree que la materia oscura constituye aproximadamente entre el 80 y el 85 por ciento de toda la materia del universo, aunque su naturaleza fundamental sigue siendo desconocida. Su presencia se infiere a través de la gravedad, incluidos los efectos que ejerce sobre las estrellas y otros materiales visibles. Las corrientes estelares ofrecen otra forma de rastrear esos efectos, ya que su evolución depende del entorno gravitatorio que las rodea.

Hasta hace poco, era difícil encontrar corrientes porque son extraordinariamente tenues. Los estudios astronómicos más amplios, las mayores colecciones de observaciones y la mejora de las técnicas analíticas están permitiendo ahora detectar y estudiar estructuras que antes habrían pasado inadvertidas.

Extender un método de la Vía Láctea

Antes de este resultado, el uso de corrientes de cúmulos globulares para estudiar la materia oscura se había limitado a la Vía Láctea. Esa limitación significaba que los astrónomos solo disponían de información de una galaxia al analizar cómo estas estructuras podían revelar la distribución de la masa invisible.

La observación en UGC9050-Dw1 amplía el método a un entorno galáctico diferente. Las galaxias ultradifusas son objetivos especialmente valiosos porque su débil apariencia plantea preguntas sobre cuánta materia oscura contienen y cómo está distribuida. El nuevo análisis ofrece una vía independiente para abordar esas cuestiones.

Holm afirmó que el trabajo demuestra que una herramienta desarrollada mediante estudios de la Vía Láctea puede aplicarse a galaxias en las que tradicionalmente ha sido mucho más difícil medir la materia oscura. Pearson señaló que el resultado abre la posibilidad de buscar corrientes similares en otras galaxias y, con el tiempo, evaluar el contenido de materia oscura de una población más amplia de sistemas ultradifusos.

Los investigadores subrayan que el estudio actual se centra en una sola galaxia. Aun así, confirmar que el método funciona más allá de la Vía Láctea podría permitir comparaciones entre galaxias con propiedades diferentes. Esas comparaciones pueden ayudar a los astrónomos a desarrollar una visión más amplia de cómo se distribuye y se comporta la materia oscura en el universo.

Más descubrimientos en el horizonte

El número de ejemplos conocidos podría crecer a medida que nuevos observatorios examinen galaxias tenues y sus estructuras circundantes. Se espera que el telescopio espacial Euclid y el telescopio espacial Nancy Grace Roman proporcionen observaciones que ayuden a revelar corrientes estelares adicionales.

Una muestra más amplia ofrecería a los investigadores más oportunidades para poner a prueba la relación entre las características de las corrientes, la estructura galáctica y la materia oscura. Por ahora, la observación de la corriente en UGC9050-Dw1 establece que uno de los rastreadores gravitatorios más útiles de la Vía Láctea también puede aplicarse a mayores distancias y en un tipo de galaxia notablemente diferente.