Encuentran una antigua galaxia rica en materia oscura

Un equipo de investigadores de la Universidad de Texas se ha topado con una extraña galaxia cuyas características podrían corroborar una teoría recientemanete cuestionada sobre la materia oscura. Se trata de una galaxia que contiene gran cantidad de materia oscura, algo que contradice a las observaciones recientes, y que podría significar que, en efecto, la materia oscura dominó en el universo desde el principio de los tiempos.

No obstante, los hallazgos que indicaban que las galaxias tienen poca materia oscura han sido siempre controvertidos. Y este nuevo estudio, que muestra una galaxia rica en materia oscura, viene a refutarlos nuevamente.

¿Qué es la materia oscura?

La materia oscura no emite ninguna luz, pero es detectable por su fuerza gravitatoria sobre otra materia.

Se descubrió por primera vez en la década de 1970 en estudios de galaxias espirales, cuyas regiones exteriores giraban demasiado rápido solo para ser impulsadas por las estrellas visibles y el gas en esas regiones. Los astrónomos concluyeron que debe haber más masa invisible que no se ve.

Décadas de observaciones de galaxias han demostrado que casi todas las galaxias contienen enormes cantidades de esta "materia oscura" y que, de hecho, hay aproximadamente cinco veces más materia oscura que materia normal y visible en el universo.

Esta imagen compuesta de la polvorienta galaxia formadora de estrellas DSFG850.95 muestra estrellas jóvenes, vistas en azul desde el Telescopio Espacial Hubble, y polvo, vista en rojo por el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array. Crédito: Patrick Drew (UT Austin) / STScI / ALMA

Por tanto, ¿qué tiene de extraordinario el descubrimiento de esta galaxia, muy rica en materia oscura? Que contradice observaciones recientes que afirmaban lo contrario.

Estos estudios, que llamábamos controvertidos, sugerían que algunas galaxias no siguen el mismo patrón que las galaxias aparentemente abundantes en materia oscura encontradas desde la década de 1970. Mostraron que un puñado de galaxias vistas hace unos 10 mil millones de años no contenían la cantidad esperada de materia oscura.

Esto podría significar que las galaxias en ese momento no tenían mucha materia oscura, pero la obtuvieron más tarde, en algún momento en los últimos 10 mil millones de años. Si ese es el caso, esto desafiaría nuestra comprensión fundamental de cómo se forman las galaxias.

Un ejemplo es un estudio publicado en Nature en 2017 que afirmaba que las galaxias en esta época cósmica, hace 10 mil millones de años, "podrían no tener tanta materia oscura, y son muy diferentes a las galaxias en el universo actual”.

Pero ahora, los autores del nuevo estudio, Patrick Drew, y su asesor, el profesor Caitlin Casey, han encontrado una galaxia muy lejana rica en materia oscura, exactamente como se espera de la teoría sostenida desde los años 70.

Debido a que esta galaxia está a 9 mil millones de años luz de distancia, esto indica que algunas galaxias ya contenían bastante materia oscura en el pasado distante. El hallazgo fortuito parece contradecir los otros hallazgos controvertidos de galaxias con poco contenido de materia oscura.

El equipo de Drew estudió esta galaxia mientras usaban el Telescopio Keck en Hawai para un estudio de las galaxias con formación de estrellas más extremas del universo, las llamadas "galaxias con formación de estrellas polvorientas". No pretendían estudiar la materia oscura en absoluto, sino que intentaron comprender por qué estas galaxias producen tantas  estrellas tan rápidamente.

La conclusión, dice Drew, es que "esta galaxia hace lo que se espera de galaxias como esta y es la primera confirmación sólida de que lo que sucede en estas galaxias en el universo actual es lo mismo que sucedió en el universo primitivo".