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| La galaxia enana NGC1427A atraviesa el cúmulo de galaxias de Fornax y sufre perturbaciones que no serían posibles si esta galaxia estuviera rodeada por un halo de materia oscura pesado y extendido, como exige la cosmología estándar. Crédito: ESO |
El modelo estándar de la cosmología sugiere que un halo de partículas de materia oscura rodea la mayoría de las galaxias. Sin embargo, este halo de materia oscura es invisible, pero su masa ejerce una fuerte atracción gravitatoria sobre las galaxias cercanas.
Un nuevo estudio de la Universidad de Bonn (Alemania) y la Universidad de Saint Andrews (Escocia) pone en tela de juicio esta visión del Universo. Los resultados sugieren que las galaxias enanas del segundo cúmulo de galaxias más cercano a la Tierra -conocido como cúmulo de Fornax- están libres de esos halos de materia oscura.
Los científicos, en particular, han introducido una forma innovadora de poner a prueba el modelo estándar, basada en la medida en que las galaxias enanas se ven perturbadas por las "mareas gravitacionales" de las galaxias cercanas más grandes.
Elena Asencio, estudiante de doctorado de la Universidad de Bonn y autora principal del artículo, afirmó: "Las mareas surgen cuando la gravedad de un cuerpo tira de forma diferente de las distintas partes de otro cuerpo. Son similares a las mareas en la Tierra, que surgen porque la luna tira con más fuerza del lado de la Tierra que está orientado hacia la luna".
Pavel Kroupa, profesor de la Universidad de Bonn y de la Universidad Carolina de Praga, declaró: "El cúmulo de Fornax tiene una rica población de galaxias enanas. Observaciones recientes muestran que algunas de estas enanas aparecen distorsionadas como si el entorno del cúmulo las hubiera perturbado".
"Estas perturbaciones en las enanas de Fornax no se esperan según el Modelo Estándar. Esto se debe a que, según el modelo estándar, los halos de materia oscura de estas enanas deberían protegerlas en parte de las mareas levantadas por el cúmulo".
Basándose en las características internas y en la distancia al centro del cúmulo gravitatoriamente fuerte, los autores calcularon el nivel esperado de perturbación de las enanas. Las galaxias grandes pero de baja masa estelar y las que están alrededor del núcleo del cúmulo son más susceptibles de sufrir perturbaciones o ser destruidas. Contrastaron los resultados con el nivel de perturbación que habían observado en las imágenes recogidas por el VLT Survey Telescope del Observatorio Europeo Austral.
Según Elena Asencio, "la comparación demostró que si se quieren explicar las observaciones en el modelo estándar Las enanas de Fornax ya deberían ser destruidas por la gravedad del centro del cúmulo, incluso cuando las mareas que levanta sobre una enana son sesenta y cuatro veces más débiles que la autogravedad de la enana".
"Esto no sólo es contrario a la intuición, sino que también contradice estudios anteriores, que encontraron que la fuerza externa necesaria para perturbar una galaxia enana es aproximadamente la misma que la autogravedad de la enana".
Basándose en esto, los científicos concluyeron que es imposible explicar las morfologías observadas de las enanas de Fornax de forma autoconsistente dentro del modelo estándar.
Repitieron el análisis utilizando la dinámica milgromiana (MOND). En lugar de suponer halos de materia oscura que rodean a las galaxias, la teoría MOND propone una corrección de la dinámica newtoniana por la que la gravedad experimenta un impulso en el régimen de bajas aceleraciones.
El Dr. Indranil Banik, de la Universidad de St Andrews, declaró: "No estábamos seguros de que las galaxias enanas pudieran sobrevivir al entorno extremo de un cúmulo de galaxias en MOND, debido a la ausencia de halos protectores de materia oscura en este modelo. Pero nuestros resultados muestran un notable acuerdo entre las observaciones y las expectativas de MOND para el nivel de perturbación de las enanas de Fornax".
Aku Venhola, de la Universidad de Oulu (Finlandia), y Steffen Mieske, del Observatorio Europeo Austral, dijeron: "Es emocionante ver que los datos que obtuvimos con el telescopio de sondeo del VLT permitieron una prueba tan exhaustiva de los modelos cosmológicos".
Pavel Kroupa, miembro de las áreas de investigación transdisciplinar, modelización y materia de la Universidad de Bonn, dijo: "No es la primera vez que un estudio que pone a prueba el efecto de la materia oscura en la dinámica y la evolución de las galaxias concluye que las observaciones se explican mejor cuando no están rodeadas de materia oscura. El número de publicaciones que muestran incompatibilidades entre las observaciones y el paradigma de la materia oscura sigue aumentando cada año. Es hora de empezar a invertir más recursos en teorías más prometedoras".
El Dr. Hongsheng Zhao, de la Universidad de St Andrews, añadió que sus "resultados tienen importantes implicaciones para la física fundamental. Esperamos encontrar más enanas perturbadas en otros cúmulos, una predicción que otros equipos deberían verificar".
Fuentes, créditos y referencias:
Fuente: Universidad de Bonn