Créditos: NASA, ESA, VLA, Gagandeep Anand (STScI), Alejandro Benítez-Llambay (Universidad de Milán-Bicocca); Procesamiento de imágenes: Joseph DePasquale (STScI)
Un equipo que utiliza el Telescopio Espacial Hubble de la NASA ha descubierto un nuevo tipo de objeto astronómico: una nube de materia oscura, rica en gas y sin estrellas, considerada una “reliquia” o remanente de la formación temprana de galaxias. Apodada “Cloud-9”, esta es la primera detección confirmada de un objeto de este tipo en el universo, un hallazgo que profundiza en la comprensión de la formación de galaxias, el universo primitivo y la naturaleza de la materia oscura.
“Esta es la historia de una galaxia fallida”, declaró el investigador principal del programa, Alejandro Benítez-Llambay, de la Universidad Milano-Bicocca en Milán, Italia. “En ciencia, solemos aprender más de los fracasos que de los éxitos. En este caso, la ausencia de estrellas confirma la teoría. Nos indica que hemos encontrado en el universo local un componente fundamental de una galaxia que aún no se ha formado”.
Los resultados, publicados en The Astrophysical Journal Letters, se presentaron en una conferencia de prensa el lunes en la 247.ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Phoenix.
“Esta nube es una ventana al universo oscuro”, afirmó Andrew Fox, miembro del equipo de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía/Instituto Científico del Telescopio Espacial (AURA/STScI) de la Agencia Espacial Europea. “Sabemos, por teoría, que se espera que la mayor parte de la masa del universo sea materia oscura, pero es difícil detectar este material oscuro porque no emite luz. Nube-9 nos ofrece una visión excepcional de una nube dominada por materia oscura”.
El objeto se denomina Nube de H I con Reionización Limitada (RELHIC). El término “H I” se refiere al hidrógeno neutro, y “RELHIC” describe una nube de hidrógeno natal de los inicios del universo, un remanente fósil que no ha formado estrellas. Durante años, los científicos han buscado evidencia de este objeto fantasma teórico. No fue hasta que orientaron el Hubble hacia la nube, confirmando que efectivamente no tiene estrellas, que encontraron respaldo para la teoría.
“Antes de usar el Hubble, se podría argumentar que se trata de una galaxia enana débil que no podíamos ver con telescopios terrestres. Simplemente no tenían la suficiente sensibilidad para descubrir estrellas”, dijo el autor principal, Gagandeep Anand, del STScI. “Pero con la Cámara Avanzada para Sondeos del Hubble, podemos confirmar que no hay nada allí”.
El descubrimiento de esta nube reliquia fue una sorpresa. “Entre nuestros vecinos galácticos, podría haber algunas casas abandonadas”, comentó Rachael Beaton, del STScI, quien también forma parte del equipo de investigación.
Los astrónomos creen que las RELHIC son nubes de materia oscura que no pudieron acumular suficiente gas para formar estrellas. Representan una ventana a las primeras etapas de la formación de galaxias. Nube-9 sugiere la existencia de muchas otras estructuras pequeñas dominadas por materia oscura en el universo: otras galaxias fallidas. Este descubrimiento proporciona nuevos conocimientos sobre los componentes oscuros del universo que son difíciles de estudiar mediante las observaciones tradicionales, que se centran en objetos brillantes como estrellas y galaxias.
Los científicos han estudiado las nubes de hidrógeno cerca de la Vía Láctea durante muchos años, pero estas nubes tienden a ser mucho más grandes e irregulares que Cloud-9. En comparación con otras nubes de hidrógeno observadas, Nube-9 es más pequeña, más compacta y muy esférica, lo que le da un aspecto muy diferente al de las demás.
El núcleo de este objeto está compuesto de hidrógeno neutro y tiene un diámetro de aproximadamente 4900 años luz. Los investigadores midieron el gas hidrógeno en Cloud-9 mediante las ondas de radio que emite, y determinaron que tiene aproximadamente un millón de veces la masa del Sol. Suponiendo que la presión del gas equilibra la gravedad de la nube de materia oscura, lo cual parece ser el caso, los investigadores calcularon que la materia oscura de Cloud-9 debe tener unas cinco mil millones de masas solares.
Cloud-9 es un ejemplo de estructuras y misterios que no involucran estrellas. Observar solo las estrellas no ofrece una visión completa. Estudiar el gas y la materia oscura ayuda a comprender mejor qué sucede en estos sistemas, algo que de otro modo sería desconocido.
Observacionalmente, identificar estas galaxias fallidas es un desafío, ya que los objetos cercanos las eclipsan. Estos sistemas también son vulnerables a efectos ambientales como la extracción por presión dinámica, que puede eliminar gas a medida que la nube se desplaza por el espacio intergaláctico. Estos factores reducen aún más su número esperado.
La reliquia sin estrellas fue descubierta hace tres años como parte de un sondeo de radio realizado por el Telescopio Esférico de Apertura de Quinientos Metros (FAST) en Guizhou, China, un hallazgo confirmado posteriormente por el Telescopio Green Bank y las instalaciones del Very Large Array en Estados Unidos. Sin embargo, solo con el Hubble los investigadores pudieron determinar definitivamente que la galaxia fallida no contiene estrellas.
La Cloud-9 recibió simplemente un nombre secuencial, tras ser la novena nube de gas identificada en las afueras de una galaxia espiral cercana, Messier 94 (M94). La nube está cerca de M94 y parece tener una asociación física con la galaxia. Los datos de radio de alta resolución muestran ligeras distorsiones de gas, lo que posiblemente indica una interacción entre la nube y la galaxia.
La nube podría eventualmente formar una galaxia en el futuro, siempre que aumente su masa, aunque se especula sobre cómo ocurriría esto. Si fuera mucho mayor, digamos, más de 5 mil millones de veces la masa de nuestro Sol, habría colapsado, formado estrellas y se habría convertido en una galaxia similar a cualquier otra galaxia que vemos. Si fuera mucho menor, el gas podría haberse dispersado e ionizado, y no quedaría mucho. Pero se encuentra en un punto óptimo donde podría permanecer como una RELHIC.
La ausencia de estrellas en este objeto ofrece una ventana única a las propiedades intrínsecas de las nubes de materia oscura. Se espera que la rareza de estos objetos y el potencial para futuros estudios impulsen el descubrimiento de más de estas “galaxias fallidas” o “reliquias”, lo que resultará en conocimientos sobre el universo primitivo y la física de la materia oscura.
El Telescopio Espacial Hubble ha estado en funcionamiento durante más de tres décadas y continúa realizando descubrimientos revolucionarios que moldean nuestra comprensión fundamental del universo. El Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, en Greenbelt, Maryland, gestiona el telescopio y las operaciones de la misión. Lockheed Martin Space, con sede en Denver, también apoya las operaciones de la misión en el Goddard. El Instituto Científico del Telescopio Espacial de Baltimore, operado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, dirige las operaciones científicas del Hubble para la NASA.
Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés.
Créditos: NASA