El enigma de Dragonfly 44, la galaxia casi invisible

04/12/2022

El enigma de Dragonfly 44, la galaxia casi invisible

En 2016, los astrónomos dirigido por Pieter van Dokkum de la Universidad de Yale publicó un artículo explosivo que afirmaba el descubrimiento de una galaxia tan tenue, pero tan ancha y pesada, que debe ser casi completamente invisible. Estimaron que la galaxia, apodada Dragonfly 44, tiene un 99,99 por ciento de materia oscura.

Se produjo un acalorado debate sobre las propiedades de Dragonfly 44 que sigue sin resolverse. Mientras tanto, han aparecido más de 1.000 galaxias igualmente grandes pero débiles.

Dragonfly 44 y sus similares se conocen como galaxias ultradifusas (UDG). Si bien pueden ser tan grandes como las galaxias ordinarias más grandes, las UDG son excepcionalmente tenues, tan tenues que, en los estudios del cielo con telescopios, "es una tarea filtrar el ruido sin filtrar accidentalmente estas galaxias", dijo Paul Bennet, un astrónomo del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. El brillante gas formador de estrellas que abunda en otras galaxias parece haberse desvanecido en las UDG, dejando solo un esqueleto de estrellas ancianas.

Su existencia ha causado revuelo en la teoría de la evolución galáctica, que no pudo predecirlos. “No aparecieron en las simulaciones”, dijo van Dokkum. “Tienes que hacer algo especial para hacer una galaxia así de grande y débil”.

Han surgido nuevas teorías salvajes para explicar cómo surgieron Dragonfly 44 y otros UDG. Y estas manchas gigantes de luz pueden estar proporcionando nueva evidencia de la mano invisible de la materia oscura.

demasiada materia oscura

A medida que la gravedad une grupos de gas y estrellas, sus energías y momentos combinados hacen que el mashup se infle y gire. Eventualmente emerge una galaxia.

Solo hay un problema. A medida que las galaxias giran, deberían separarse. No parecen tener suficiente masa, y por lo tanto gravedad, para mantenerse unidos. El concepto de materia oscura se inventó para proporcionar la gravedad faltante. En esta imagen, una galaxia se encuentra dentro de un conglomerado más grande de partículas no luminosas. Este "halo" de materia oscura mantiene unida a la galaxia giratoria.

Una forma de estimar la velocidad de rotación de una galaxia y, por tanto, su contenido de materia oscura, es contar sus cúmulos esféricos de estrellas. “No sabemos por qué, desde el punto de vista de la teoría”, dijo Bennet, pero el número de estos “cúmulos globulares” se correlaciona estrechamente con aquellas propiedades más difíciles de medir. En el artículo de 2016, van Dokkum contó 94 cúmulos globulares dentro de Dragonfly 44, un número que implicaba un halo de materia oscura extraordinariamente grande, a pesar de la poca materia visible que tiene la galaxia.

Nadie había visto nunca algo así. Van Dokkum y los coautores sugirieron que Dragonfly 44 podría ser una "Vía Láctea fallida": una galaxia con un halo de materia oscura del tamaño de la Vía Láctea que experimentó un evento misterioso al principio que le robó su gas formador de estrellas, dejándola con nada más que estrellas envejecidas y un halo gigante.

O sin materia oscura

El objeto atrajo el interés de otro grupo de astrónomos que argumentan que la materia oscura no existe en absoluto. Estos investigadores explican la falta de gravedad de las galaxias ajustando la ley de la gravedad de Newton, un enfoque llamado dinámica newtoniana modificada o MOND.

Según MOND, la fuerza gravitatoria modificada de cada galaxia se calcula a partir de la relación masa-luz de sus estrellas: su masa total dividida por su luminosidad. Los teóricos de MOND no especulan sobre por qué la fuerza dependería de esta proporción, pero su fórmula ad hoc coincide con las velocidades observadas de la mayoría de las galaxias, sin necesidad de invocar la materia oscura.

Cuando se supo la noticia sobre Dragonfly 44, la defensora de MOND Stacy McGaugh, astrónoma de la Universidad Case Western Reserve, calculó a partir de su relación masa-luz que debería rotar más lentamente de lo que indicaba la estimación inicial de van Dokkum. El cálculo MOND no parecía ajustarse a los datos.

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