El origen de las galaxias más oscuras del Universo

Galaxias hechas casi por completo de materia oscura están diseminadas entre las normales, aunque por sus singulares características no sea fácil detectarlas. Ahora se ha propuesto un modelo teórico que explica, al menos en parte, su enigmático origen.

Estas galaxias fantasmales están esparcidas por el universo. Diferentes a las normales, estos sistemas extremos contienen muy pocas estrellas y están casi desprovistos de gas. La mayor parte de la materia luminosa, tan común en la mayoría de las galaxias, ha sido arrancada de ellas, dejando sólo una "sombra" de materia oscura. Estas intrigantes galaxias (conocidas como enanas esferoidales) son tan tenues en brillo que, aunque los investigadores creen que existen en todo el universo, sólo aquellas lo bastante cerca de la Tierra han sido observadas hasta ahora. Y hasta hace poco no se había propuesto ningún modelo científico sobre su origen que pudiera explicar simultáneamente su excepcional contenido de materia oscura y su propensión a existir sólo en la proximidad de galaxias mucho más grandes.

Ahora, Stelios Kazantzidis (de Instituto Kavli para la Astrofísica de las Partículas y la Cosmología, en la Universidad de Stanford), Lucio Mayer (de la Universidad de Zurich, en Suiza), Chiara Mastropietro (de la Universidad de Munich en Alemania) y James Wadsley (de la Universidad McMaster en Canadá) han desarrollado una explicación de cómo una galaxia llega a ser dominada por la materia oscura.

Usando supercomputadoras para crear nuevas simulaciones de la formación de galaxias, Kazantzidis y sus colaboradores encontraron que una galaxia dominada por la materia oscura empieza su vida como un sistema normal. Pero cuando se acerca a una galaxia mucho más masiva, se topa simultáneamente con tres efectos ambientales (la presión, una marea gravitatoria a gran escala y el fondo cósmico ultravioleta) que la acaban dejando integrada casi exclusivamente por materia oscura.

Hace unos diez mil millones años, cuando los progenitores ricos en gas de las galaxias dominadas por la materia oscura entraron inicialmente en la Vía Láctea, el universo estaba caliente por una radiación denominada fondo cósmico ultravioleta. A medida que una pequeña galaxia satélite viajaba a lo largo de su camino elíptico alrededor de una galaxia mucho más masiva, esta radiación hacía que los gases dentro de la galaxia más pequeña se calentaran mucho más. Este estado permitía que un efecto de presión, comparable en cierto modo al roce que un objeto experimenta cuando se mueve a gran velocidad a través de la atmósfera o cuando al estar inmóvil lo araña un viento pertinaz, "erosionase" a la galaxia satélite en su trayecto, despojándola de su gas.

Simultáneamente, a medida que la galaxia satélite se movía más cerca del sistema masivo, soportaba la creciente y abrumadora fuerza gravitatoria de la masa mucho mayor de la galaxia principal. Esta fuerza arrancaba las estrellas luminosas de la galaxia más pequeña. Con el transcurso de miles de millones de años, la galaxia satélite pasaba varias veces muy cerca de la galaxia masiva. En cada ocasión, sus estrellas sufrían los efectos del fuerte tirón gravitatorio de la pesada galaxia vecina, y la galaxia satélite perdía parte de ellas. El proceso acababa despojando a la galaxia satélite de casi toda su materia luminosa (gas y estrellas) y dejaba sólo una "sombra" de materia oscura de la galaxia original.

La materia oscura, como resulta deducible, no era gaseosa y por consiguiente no le afectaba la fuerza de presión ni el fondo cósmico ultravioleta. Experimentó el tirón gravitatorio, pero esta fuerza no bastaba para extraer una cantidad sustancial de materia oscura.

Información adicional en:

• Stanford U.