12 de febrero de 2007

Científicos aclaran el origen de las galaxias más oscuras del universo

Imagen: Stelios Kazantzidis

Un equipo de científicos liderado por Stelios Kazantzidis, investigador del Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas y Cosmología (KIPAC), de la Universidad de Stanford, ha desarrollado una explicación acerca de cómo las galaxias enanas esferoidales han pasado a ser dominadas por la materia oscura.

Galaxias sombrías compuestas casi completamente de materia oscura siembran el universo. Por el contrario de las galaxias normales, estos sistemas extremos contienen muy pocas estrellas y se encuentran libres de gas. La mayoría de la materia luminosa, tan común en la mayoría de las galaxias, ha sido eyectada dejando sólo una sombra de materia oscura. Estas intrigantes galaxias, conocidas como enanas esferoidales, son tan pequeñas que, a pesar que los investigadores creen que existen a través de todo el universo, sólo aquellas relativamente cercanas a la Tierra, han podido ser observadas. Y hasta hace poco tiempo, ningún modelo científico propuesto para explicar su origen podía, simultáneamente, explicar la excepcional cantidad de materia oscura y su tendencia a existir sólo en las proximidades de galaxias mucho más grandes.

Ahora, Stelios Kazantzidis, en colaboración con Lucio Mayer del Instituto Federal de Tecnología en Zurich y la Universidad de Zurich, Chiara Mastropietro de la Universidad de Munich en Alemania y James Wadsley de la Universidad McMaster de Canada, ha desarrollado una explicación acerca de cómo éstas galaxias han pasado a ser dominadas por la materia oscura.

"Estos resultados son muy importantes debido a que están basados en una combinación de efectos físicos que nunca antes había sido postulada", explicó Kazantzidis. "Este es un paso más hacia un entendimiento más completo de la formación de estructuras en el Universo, que es uno de los objetivos fundamentales en la astrofísica."

Utilizando supercomputadoras para crear simulaciones de formación de galaxias, Kazantzidis y sus colaboradores encontraron que una galaxia dominada por la materia oscura comienza su vida como un sistema normal. Pero cuando se aproxima a una galaxia mucho más masiva, se encuentra con estos efectos de ambiente: presión, mareas y el fondo cósmico ultravioleta, que la transforman en una sombra de materia oscura.

Hace 10 mil millones de años, cuando los progenitores ricos en gas, de las galaxias dominadas por la materia oscura, originalmente cayeron en la Vía Láctea, el universo estaba caliente, con una radiación conocida como el fondo de radiación ultravioleta. Mientras que una pequeña galaxia satélite viajaba a través de su órbita elíptica alrededor de una galaxia masiva, esta radiación calentaba el gas de la galaxia pequeña, lo que permitió a la presión, expulsar el gas del interior de la galaxia satélite.

Simultáneamente, mientras que la galaxia se acercaba al sistema masivo, se encontraba con la fuerza gravitacional de esta gran masa. Esta fuerza, por efectos de marea, expulsó a las estrellas luminosas de la galaxia enana. A través de miles de millones de años de evolución, estos efectos conspiraron hasta eventualmente extraer de la galaxia toda la materia luminosa, estrellas y gas, dejando solamente la sombra de materia oscura de la galaxia original.

La materia oscura, por otro lado, era no-gaseosa y por lo tanto no fue afectada por la presión ni por el fondo de radiación ultravioleta, postulan los científicos. Experimentó las fuerzas de marea, pero esta fuerza, sola, no alcanzó para expulsar una cantidad suficiente de materia oscura.

(fg)

Más información en:
http://www.stanford.edu/