El modelo estándar de cosmología sugiere que un halo de partículas de materia oscura rodea a la mayoría de las galaxias. Sin embargo, este halo de materia oscura es invisible, pero su masa ejerce una fuerte atracción gravitacional sobre las galaxias cercanas.
Un nuevo estudio realizado por Universidad de Bonn (Alemania) y el Universidad de Saint Andrews (Escocia) desafía esta visión del Universo. Los resultados sugieren que las galaxias enanas del segundo cúmulo de galaxias más cercano a la Tierra, conocido como Cúmulo Fornax, están libres de tales halos de materia oscura.
Los científicos, en particular, han introducido una forma innovadora de probar el modelo estándar basándose en cuánto galaxias enanas son perturbados por mareas gravitacionales de galaxias más grandes cercanas.
Elena Asencio, Ph.D. estudiante de la Universidad de Bonn y autor principal de la historia, dijo: “Las mareas surgen cuando la gravedad de un cuerpo atrae de manera diferente diferentes 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 mira hacia la Luna”.
Pavel Kroupa, profesor de la Universidad de Bonn y de la Universidad Carolina de Praga, afirmó: “El cúmulo Fornax tiene una rica población de galaxias enanas. Observaciones recientes muestran que algunas de estas enanas parecen distorsionadas, como si el entorno del cúmulo las hubiera perturbado”.
“Este tipo de perturbaciones en las enanas Fornax no se esperan según el modelo estándar. Esto se debe a que, según el modelo estándar, la la materia oscura Los halos de estos enanos deberían protegerlos en parte de las mareas generadas por el cúmulo”.
Basándose en las características internas y la distancia desde el centro gravitacionalmente fuerte del cúmulo, los autores calcularon el nivel esperado de perturbación de las enanas. Las galaxias grandes pero de baja masa estelar y las galaxias alrededor del núcleo del cúmulo son más susceptibles a la disrupción o destrucción. Compararon los resultados con el nivel de perturbación que habían notado en las imágenes recopiladas por el Telescopio de rastreo VLT del Observatorio Europeo Austral.
Elena Asencio dice, “La comparación mostró que si uno quiere explicar las observaciones en el modelo estándar. Las enanas Fornax ya deberían ser destruidas por la gravedad del centro del cúmulo, incluso cuando las mareas que provoca en un enano son sesenta y cuatro veces más débiles que la autogravedad del enano.
"Esto no sólo es contrario a la intuición, sino que también contradice estudios previos, 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 Fornax de forma coherente dentro del modelo estándar.
Repitieron el análisis utilizando la dinámica Milgromiana (MOND). En lugar de suponer que hay halos de materia oscura rodeando a las galaxias, la teoría MOND propone una corrección de la dinámica newtoniana mediante la cual la gravedad experimenta un aumento en el régimen de bajas aceleraciones.
El Dr. Indranil Banik de la Universidad de St Andrews dijo: “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 una notable concordancia entre las observaciones y las expectativas del MOND sobre el nivel de perturbación de las enanas 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 rastreo VLT permitieron una prueba tan exhaustiva de los modelos cosmológicos".
Pavel Kroupa, miembro del área de investigación transdisciplinaria, modelado y materia de la Universidad de Bonn, dijo: “Esta no es la primera vez que se realiza un estudio que prueba el efecto de la materia oscura en la dinámica y evolución de las galaxias Llegó a la conclusión de 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”.
Dr. Hongsheng Zhao de la Universidad de St Andrews agregó que su “Los resultados tienen importantes implicaciones para la física fundamental. Esperamos encontrar más enanas perturbadas en otros grupos, una predicción que otros equipos deberían verificar”.
Referencia de la revista:
- Elena Asencio, Indranil Banik et al. La distribución y morfología de las galaxias enanas del cúmulo Fornax sugieren que carecen de materia oscura. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society, Volumen 515, Número 2, septiembre de 2022. DOI: 10.1093/mnras/stac1765
