El compañero destrozado de la Vía Láctea proporciona pistas sobre la materia oscura | Ciencias

La ilustración de un artista muestra corrientes de estrellas extraídas de una galaxia compañera que rodea la Vía Láctea. Corrientes similares que se originan en la galaxia enana de Sagitario pueden ayudar a revelar la forma de la materia oscura en nuestra vecindad cósmica.

NASA / JPL-Caltech / R. Herido (SSC / Caltech)

Por Adam Mann

La Vía Láctea no ha sido amable con la galaxia enana de Sagitario. Ubicado a unos 70.000 años luz de distancia, el haz de estrellas ha sido triturado y estirado en una corriente filamentosa por la gravedad de la Vía Láctea. Ahora, los científicos han mapeado a Sagitario con un detalle exquisito, y han utilizado ese mapa para proporcionar una imagen tan buscada del misterioso halo de materia oscura en el que reside nuestra galaxia.

Visto por primera vez en 1994, Sagitario es uno de los compañeros más cercanos de la Vía Láctea. A lo largo de los siglos, las fuerzas gravitacionales lo han destrozado, dispersando las estrellas en una corriente que ahora rodea completamente la Vía Láctea. Eso convierte a Sagitario en una escala sensible para medir la distribución de masa en nuestra galaxia, que incluye no solo el disco visible de estrellas, sino también un halo invisible de materia oscura, se cree que comprende hasta el 90% de la masa total.

En principio, los investigadores podrían monitorear las órbitas de los cúmulos de estrellas y galaxias cercanas y usar las leyes de la física para calcular cuánta materia está tirando de ellos. Pero su movimiento a través del cielo es demasiado lento para ayudar durante la vida humana. La corriente de Sagitario, por otro lado, ya encarna esos movimientos. “Es esencialmente como una órbita dibujada para ti en el cielo”, dice Vasily Belokurov, astrónomo de la Universidad de Cambridge.

Durante el último cuarto de siglo, los astrónomos han intentado utilizar mapas de Sagitario para calcular la forma del halo de materia oscura de la Vía Láctea. Pero identificar la corriente desde nuestra posición ventajosa en el disco de la Vía Láctea es un desafío, y los astrónomos han ideado formas de halo tan variadas como huevos y balones de rugby.

Luego vino el satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea. Hace dos años, la sonda comenzó a publicar sus mapas ultraprecisos de las estrellas de la Vía Láctea y estrellas en los arroyos circundantes. Con los datos, Belokurov y sus colegas pudieron decir que la corriente de Sagitario estaba siendo tirada indirectamente por otro jugador gravitacional: la del compañero más grande de la galaxia, el Gran Nube de Magallanes (LMC), que pesa entre un quinto y un tercio de la Vía Láctea misma.

Rebobinando el reloj, los investigadores modelaron el pas de trois durante 3 mil millones de años, y descubrió que tanto el LMC como Sagitario se acercaban a la Vía Láctea, tan recientemente como hace 50 millones de años. El peso significativo del LMC tiró de nuestra galaxia, que luego indujo una fuerza que afectó a Sagitario. Eso ayuda a explicar un peculiar tirón lateral en la corriente de Sagitario, dicen Belokurov y sus colegas, que informan los resultados en un documento publicado en el servidor de preimpresión arXiv. Resolver este acertijo facilitó el uso de la corriente de Sagitario como escala e inferir la forma del halo de materia oscura de la galaxia. “Es la cerradura que necesita antes de poder abrir la cerradura principal”, dice Belokurov.

Los resultados del equipo sugieren que la distribución de la materia oscura alrededor de la Vía Láctea es compleja. Más cerca del disco de nuestra Galaxia, donde se espera que la materia oscura sea más densa, el halo toma la forma de una esfera aplastada, un poco como una calabaza, con la parte superior de la calabaza apuntando hacia afuera del plano galáctico. Pero más lejos, a unos 65.000 años luz del centro galáctico, la forma del halo cambia: la calabaza se vuelca de lado, de modo que su tallo está alineado con el disco de la galaxia.

Los giros y vueltas de esta forma enrevesada podrían dar pistas sobre cómo el halo de la Vía Láctea está conectado a la red local de filamentos de materia oscura, llamada red cósmica, que une grandes galaxias vecinas, dice Belokurov.

Kathryn Johnston, astrónoma de la Universidad de Columbia que no participó en el trabajo, está de acuerdo. “Nunca hemos podido ver nada más allá de la forma más simple del halo de materia oscura”, dice. “Este es un indicio de deformación global a gran escala, y eso es muy emocionante”.

Obtener incluso esta visión limitada del halo de materia oscura de la Vía Láctea es importante, dice Belokurov, porque es el halo más cercano al que tenemos acceso: podría ayudar a los investigadores a comprender qué tan ligeras o pesadas podrían ser las partículas de materia oscura y mejorar los modelos que rastrean la evolución. de la red cósmica desde el Big Bang hasta hoy.

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