Un estudio de la distorsión gravitatoria de las galaxias enanas parece respaldar una teoría de la gravedad modificada en lugar de la existencia de materia oscura, siendo esta última un componente clave del Modelo Estándar de cosmología.
La materia oscura es una sustancia hipotética que se cree que comprende alrededor del 85% de la materia del universo. Su influencia gravitacional evita que los objetos grandes, como las galaxias, se separen mientras giran y también se pueden encontrar evidencias de materia oscura en el fondo cósmico de microondas, radiación que se creó poco después del Big Bang. Sin embargo, a pesar de la abundancia de evidencia indirecta de materia oscura, nunca se han detectado partículas de materia oscura. Como resultado, existen otras teorías para explicar el comportamiento de las galaxias, incluidas las que modifican la ley de la gravitación.
Se cree que la materia oscura se agrupa en halos, grandes regiones de materia oscura que se mantienen unidas por la gravedad. Se cree que los halos juegan un papel importante en el desarrollo y la evolución de galaxias como la Vía Láctea, que parece estar rodeada por un halo de materia oscura.
Vulnerable a la deformación
En esta última investigación, Elena Asencio de la Universidad de Bonn y sus colegas han buscado evidencia de halos de materia oscura alrededor de las galaxias enanas. Estos son los tipos de galaxias más pequeños y comunes y se pueden encontrar en cúmulos o rodeando galaxias más grandes como la Vía Láctea. Debido a sus masas más bajas, las galaxias enanas son especialmente vulnerables a la deformación por las fuerzas gravitatorias ejercidas dentro de un cúmulo o por una galaxia más grande cercana. Sin embargo, estas distorsiones se reducirían si las galaxias enanas estuvieran envueltas en halos de materia oscura.
Para explorar esta idea, Asencio y sus colegas examinaron imágenes de telescopio del cúmulo de Fornax, que abunda en galaxias enanas. Las imágenes fueron tomadas por el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral. Luego, los astrónomos intentaron reproducir las observaciones utilizando simulaciones por computadora basadas en el modelo estándar de cosmología, que incluye la materia oscura.
Sorprendentemente, este enfoque no tuvo éxito. De hecho, los cálculos del equipo sugieren que, según el modelo estándar, los enanos de Fornax serían destrozados por la gravedad.
hipótesis MOND
Ansioso por descubrir qué mantenía unidas a las galaxias, el equipo realizó más simulaciones, esta vez sin materia oscura y, en su lugar, utilizando la hipótesis de la dinámica newtoniana modificada (MOND). Desarrollado por primera vez por el físico israelí Mordehai Milgrom en la década de 1980, MOND dicta que la gravedad se vuelve más fuerte en el régimen de baja aceleración. Esta modificación reproduce las observaciones rotacionales de las galaxias pero vuelve a la ley de Newton en entornos de alta aceleración como el sistema solar.
El estudio de rotación de galaxias descarta la gravedad modificada, ¿o sí?
A diferencia de la materia oscura, MOND pudo reproducir las observaciones de Fornax, arrojando nuevas dudas sobre la existencia de la materia oscura. De hecho, este no es el primer estudio que sugiere que la dinámica y la evolución de algunas galaxias no pueden explicarse invocando la materia oscura, y el número de tales observaciones está creciendo. Sin embargo, MOND y otras teorías que modifican la gravedad tienen sus propias deficiencias teóricas y de observación, por lo que probablemente sea demasiado pronto para renunciar a un modelo estándar que incorpore materia oscura.
La investigación se describe en Avisos Mensuales del Royal Astronomical.
