Materia oscura en movimiento

La formación de estrellas en pequeñas galaxias enanas puede "calentar" lentamente la materia oscura, empujándola hacia afuera, sugiere un nuevo estudio. A la izquierda, la densidad del gas hidrógeno de una galaxia enana simulada, vista desde arriba. Correcto, lo mismo para una galaxia enana real, IC 1613. En la simulación, la entrada y salida repetida de gases hace que la intensidad del campo gravitacional en el centro de la galaxia enana fluctúe. La materia oscura responde a esto migrando desde el centro de la galaxia, un efecto conocido como "calentamiento de la materia oscura". Imagen a través de J. Read et al.

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Los científicos han encontrado evidencia de que la materia oscura puede calentarse y moverse como resultado de la formación de estrellas en las galaxias. Los hallazgos proporcionan la primera evidencia observacional del efecto conocido como calentamiento de la materia oscura, y dan nuevas pistas sobre lo que constituye la materia oscura. La investigación fue publicada el 3 de enero de 2019 en la revista revisada por pares Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

En el nuevo trabajo, un equipo internacional de científicos se dispuso a buscar evidencia de materia oscura en los centros de las galaxias enanas cercanas. Las galaxias enanas son galaxias pequeñas y débiles que generalmente se encuentran en órbita alrededor de galaxias más grandes como nuestra propia Vía Láctea. Son parte integral de las discusiones sobre la materia oscura porque parecen tener proporciones aún más altas de materia oscura que las galaxias más grandes, y porque la teoría primaria de la materia oscura, la teoría de la materia oscura fría, sugiere que debería haber muchas más galaxias enanas en órbita alrededor de nuestra Vía Láctea y otras galaxias que se han encontrado.

Se cree que la materia oscura constituye un porcentaje significativo de la masa del universo. Sin embargo, dado que no interactúa con la luz de la misma manera que la materia normal, solo se puede observar a través de sus efectos gravitacionales. La clave para estudiarlo puede estar en cómo se forman las estrellas en las galaxias.

La composición del universo se determinó a partir del análisis de los datos de fondo cósmicos de microondas de la misión Planck. Imagen vía University of Oxford / © ESA.

Cuando se forman las estrellas, los fuertes vientos pueden alejar el gas y el polvo del corazón de la galaxia. Como resultado, el centro de la galaxia tiene menos masa, lo que afecta la cantidad de gravedad que siente la materia oscura restante. Con menos atracción gravitacional, la materia oscura gana energía y se aleja del centro, un efecto llamado calentamiento de la materia oscura .

El equipo de astrofísicos midió la cantidad de materia oscura en los centros de 16 galaxias enanas con historias de formación estelar muy diferentes. Descubrieron que las galaxias que dejaron de formar estrellas hace mucho tiempo tenían densidades de materia oscura más altas en sus centros que las que todavía están formando estrellas en la actualidad. Esto apoya la teoría de que las galaxias más antiguas tenían menos calentamiento de materia oscura.

Justin Read es autor principal del estudio y jefe del Departamento de Física de la Universidad de Surrey. Él dijo en un comunicado:

Encontramos una relación verdaderamente notable entre la cantidad de materia oscura en los centros de estos pequeños enanos y la cantidad de formación estelar que han experimentado a lo largo de sus vidas. La materia oscura en los centros de las enanas formadoras de estrellas parece haber sido `` calentada '' y expulsada.

Los hallazgos proporcionan una nueva restricción en los modelos de materia oscura: la materia oscura debe ser capaz de formar galaxias enanas que exhiban un rango de densidades centrales, y esas densidades deben relacionarse con la cantidad de formación de estrellas. Matthew Walker, coautor del estudio de la Universidad Carnegie Mellon, agregó:

Este estudio puede ser la evidencia de la 'pistola humeante' que nos lleva un paso más cerca de comprender qué es la materia oscura. Nuestro hallazgo de que se puede calentar y mover ayuda a motivar las búsquedas de una partícula de materia oscura.

En pocas palabras: una nueva investigación sugiere que la materia oscura se puede calentar y mover como resultado de la formación de estrellas en las galaxias.

Fuente: la materia oscura se calienta en las galaxias enanas

Via Real Sociedad Astronómica