Canarias descubre la primera galaxia sin materia oscura

Canarias ha descubierto la primera galaxia que carece de materia oscura. Se trata de la NGC 1277, una estructura cósmica que se encuentra a más de 220 millones de años luz de la Tierra y lleva tiempo en el radar de los investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) por su extraordinaria "rareza". Este hallazgo adquiere un gran valor dentro de la ciencia astrofísica ya que contraviene los modelos cosmológicos de los últimos años, que asumen que las galaxias masivas cuentan con grandes cantidades de materia oscura invisible que interactúa con estrellas y el gas observable y es la responsable de que el universo se encuentre en expansión.

La NGC 1277 es una galaxia "especial", tal y como la define el autor de estos resultados científicos, Sébastien Comerón, investigador de la Universidad de La Laguna (ULL) y el IAC. Es una galaxia de tipo elíptico, pero su morfología es muy diferente a la de otras estructuras similares. "Las galaxias elípticas suelen tener un núcleo compacto y crean una envolutura a unos 10.000 millones de años luz de distancia con la que fagocitan otras galaxias a su alrededor", explica Comerón. Esto genera que este tipo de galaxias puedan llegar a ser muy masivas.

Pero con NGC 1277 es distinto. "No tiene envoltura, nunca se creó, por lo que solo está formada por un núcleo compacto", revela el investigador. Por eso, desde hace un tiempo el investigador del IAC y coautor de este estudio, Ignacio Trujillo, se ha obcecado en observarla con todo tipo de telescopios e instrumentos, en busca de los motivos que han llevado a este conjunto de estrellas y gas a convertirse en lo que los científicos conocen como "galaxia reliquia". Denominada así porque es una galaxia que no ha interactuado con ninguna otra de sus vecinas y se considera remanentes no evolucionados de lo que fueron galaxias gigantes en los albores del uniiverso.

Esta rara estructura sirve para entender cómo se formaron las primeras galaxias

"La importancia de las galaxias reliquias para entender cómo se formaron las primeras galaxias fue el motivo por el cual decidimos observar a NGC 1277 con un espectrógrafo de campo integral", señala Comerón. Lo hicieron con el telescopio de 2,7 metros del observatorio McDonald de Texas. "A partir de estos espectros, obtuvimos mapas con los que reconstruimos la distribución de masas de la galaxia dentro de un radio de unos 20.000 años luz", añade.

Lo que descubrieron es que la distribución de su masa coincidía con la de sus estrellas, lo que solo podía significar una cosa: la materia oscura era ínfima. En ese espacio calcularon que podría caber hasta un 5% de materia oscura, aunque las observaciones también son compatibles con que no exista el componente. La mera existencia de esta galaxia contraviene los modelos cosmológicos, pues estos predicen que una galaxia de la masa de NGC 1277 debría tener al menos un 10% y hasta un 70% de porción de materia oscura. "Normalmente es la materia oscura la que obliga a las estrellas a rotar mucho más rápido que el resto de la galaxia", explica Comerón. "Esta discrepancia entre la observación y lo que se espera supone un enigma y puede que un desafío para el modelo estándar", apunta Trujillo.

Algunas teorías

Los investigadores se han lanzado a lanzar algunas teorías que puedan explicar este hallazgo aunque, como afirma Comerón, "ninguna" les satisface del todo. La primera establece que la galaxia pudo haber interactuado con un cúmulo que, por la gravedad, le haya "arrancado" esa materia oscura. "En este caso, seguiría siendo extraño porque se ha quedado sin materia oscura pero no sin estrellas", explica Comerón.

La segunda teoría establece que barajan es la galaxia nunca tuvo materia oscura. "Las galaxias no se forman de una vez, sino que son una mezcla de fragmentos que se fusionan poco a poco", recuerda el investigador del IAC. Durante este proceso, el gas, las estrellas y la materia oscura de las galaxias interactúan de distintas maneras. "El gas, por ejemplo, es viscoso, y cuando choca con otro se queda adherido a él", explica. No ocurre lo mismo ni con las estrellas ni con la materia oscura. "Si el choque de una galaxia con otra es suficientemente violento puede suceder que las estrellas salgan disparadas y se pierdan por el universo", asegura el investigador, que considera que sto es lo que pudo haber pasado también con la materia oscura.

Más investigación

"Todas estas hipótesis son razonables, pero necesitamos que se realicen simulaciones numéricas para poder corroroborarlo o desmentirlo", insiste. De momento, con un resultado observacional tan "robusto", los investigadores se han propuesto seguir observando a esta galaxia para seguir entiendo los orígenes de su formación. "Hemos visto un radio de 20.000 años luz alrededor del núcleo, ahora nos gustaría llegar hasta los 25.000 o incluso los 30.000 años luz, si se diera", resalta.

Para ello utilizarán un nuevo instrumento Weave que está ubicado en el telescopio William Hershell (WHT) del Observatorio del Roque de Los Muchachos, en La Palma. "Ahí se ha instalado un espectógrafo de campo integralcon el que podremos observar al menos a un radio los 25.000 años luz desde el núcleo", explica. "Así podremos detectar si en la parte más exterior de esta galaxia hay o no materia oscura", destaca.

De confirmarse el resultado de que NGC 1277 no tiene materia oscura, el descubrimiento pondría en tela de juicio los modelos alternativos a la materia oscura, es decir, las teorías de la gravedad modificada que explican que gran parte de la atracción gravitatoria entre las galaxias se debe a reglas de la gravedad ligeramente alteradas. “Si bien la materia oscura de una galaxia se puede perder, una ley de gravedad modificada tiene que ser universal y no puede tener excepciones, por lo que una galaxia sin materia oscura es una refutación de las alternativas a la materia oscura”, subraya Trujillo.

Suscríbete para seguir leyendo