El ballet de las galaxias enanas hace que los modelos se mareen

Las galaxias enanas son granos de arena en los engranajes de las teorías de la formación de galaxias. De hecho, en los modelos más extendidos, estas galaxias pequeñas que orbitan galaxias más grandes deberían ser más numerosas que las observadas, aunque solo sea alrededor de la Vía Láctea. Pero surge otro problema. Estas galaxias enanas deben distribuirse aleatoriamente alrededor de su galaxia madre. Sin embargo, en el caso de la Vía Láctea y su vecino más cercano, la galaxia de Andrómeda, una gran parte de las galaxias enanas satélites están evolucionando en el mismo plano. Una explicación avanzada es que el grupo local (el conjunto de galaxias a las que pertenecen la Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda) tendría una dinámica particular que conduciría a estas configuraciones atípicas. Pero las nuevas observaciones de Oliver Müller de la Universidad de Basilea, Suiza, contradicen esta explicación. Las galaxias enanas de la galaxia Centaurus A, ubicadas fuera del grupo local, a 13 millones de años luz de distancia, siguen la misma distribución.

El problema del número de galaxias enanas que orbitan la Vía Láctea se ha presentado durante mucho tiempo como un argumento en contra de la hipótesis de la materia oscura, este componente que representa el 25% del contenido del Universo pero cuya naturaleza sigue siendo desconocida. En las simulaciones de formación de galaxias digitales, estas están acompañadas por varios cientos de galaxias enanas. Sin embargo, hace unos años, solo conocíamos una docena de galaxias enanas alrededor de la Vía Láctea. Donde estaban los otros ? Para algunos astrofísicos, el problema provino de la materia oscura en las simulaciones, porque favorecía demasiado la formación de galaxias enanas (la materia negra se manifiesta solo en sus efectos gravitacionales). Para otros, el problema era observacional porque las galaxias enanas son muy tenues y, por lo tanto, difíciles de detectar. El descubrimiento en 2015 por el proyecto DES (Dark Energy Survey) de muchas galaxias enanas había apoyado la segunda hipótesis: las galaxias enanas están allí, pero bien ocultas.

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Pero su distribución plantea un nuevo problema ! De las 11 galaxias enanas principales de la Vía Láctea, 8 parecen estar evolucionando en el mismo plano. Y para Andrómeda, la proporción es de 15 de 27. Sin embargo, en las simulaciones digitales, una galaxia y sus satélites tienen aproximadamente un 0,5% de posibilidades de estar en esta configuración por casualidad. ¿Puede la dinámica del Grupo Local explicar esta configuración para la Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda? ?

Para verificar esto, Oliver Müller y sus colegas estaban interesados en la galaxia Centaurus A, ubicada a 13,7 millones de años luz de distancia, que no pertenece al grupo local. Su análisis estadístico reveló que de las 16 galaxias enanas satelitales conocidas de Centaurus A, no menos de 14 parecen rotar en un movimiento general dentro de un disco alrededor de la galaxia madre.

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Cómo interpretar estas observaciones ? La hipótesis del grupo local ya no es válida, y las simulaciones numéricas parecen carecer de un ingrediente importante que obligaría a las galaxias enanas a colocarse en un plan. En 2013, Marcel Pawlowski y sus colegas sugirieron que las colisiones de galaxias podrían explicar la dinámica de las galaxias enanas. La interacción de dos galaxias genera fuerzas de marea colosales que las separan. Largos filamentos de materia, las corrientes de marea, luego se forman. Podrían dar a luz a galaxias enanas. O tal vez el modelo subyacente, basado en la materia oscura, necesita ser revisado …

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