Lunes en la Ciencia, 15 de enero del 2001
Visita al lado obscuro del Universo
Galaxias sin estrellas
Enrico Ramírez Ruiz
| A partir de sus observaciones a la Galaxia UGC 10214,
tres investigadores -Neil Trentham, Enrico Ramírez Ruiz y
Ole Moller- del Instituto de Astronomía y del Laboratorio
Cavendish de la Universidad de Cambridge, en Inglaterra, aseguran que
el universo podría estar poblado de numerosas galaxias sin
estrellas o "fantasmas" integradas, en su totalidad, por la llamada
"materia obscura". Es posible que dichos astrónomos
descubrieran que por cada una de las galaxias visibles
-integradas por estrellas brillantes y gas- existan unas100
galaxias "negras".
El hallazgo -dado a conocer en un boletín de prensa de la Royal Astronomical Society como adelanto del artículo científico que aparecerá en la publicación Monthly Notices of the Royal Astronomical Society- ha concitado la atención de diversos círculos informativos científicos que ya lo han dado a conocer como el cable noticioso de la BBC de Londres y la agencia española EFE. Es el propio científico mexicano Enrico Ramírez -coautor del artículo y quien actualmente cursa su doctorado en el Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge- quien hizo llegar a Lunes en la Ciencia el siguiente texto (Patricia Vega). |
Según la teoría de la gran explosión, existe una densidad crítica de masa que corresponde a la mínima necesaria para que el universo siga expandiéndose eternamente. Tanto los modelos teóricos que explican la producción primordial de los elementos químicos y la formación de las galaxias, así como las observaciones astronómicas de los movimientos galácticos, son compatibles con un universo en el que la densidad de masa es justamente la crítica. Pero, por otra parte, la cantidad de materia que se observa en forma de galaxias corresponde a apenas una vigésima parte de esa masa crítica. ƑDónde está el resto?
Este resultado, como varios otros, indica que la
expansión del universo está regida por la fuerza
gravitacional de una gran cantidad de masa obscura que no es materia
"común" como la que se observa a nuestro alrededor y que se
manifiesta por la atracción gravitacional que ejerce. La
verdadera naturaleza de esta masa invisible sigue siendo uno de los
problemas más importantes de la cosmología
moderna.
Si la masa invisible del universo está compuesta de materia fantasma, ésta habría influido notablemente en la formación de galaxias. De acuerdo con la teoría más aceptada, las galaxias se formaron porque en un principio la materia cósmica no estaba distribuida en forma perfecta, sino que había regiones un poco más densas que otras. La atracción gravitatoria de una zona sobre sus partes habría producido su colapso para formar galaxias.
Las evidencias astronómicas indican, hasta ahora, que la mayor parte de las galaxias que se observan contienen una cantidad considerable de materia obscura, algo así como diez veces más materia que la de todas sus estrellas juntas. Esta materia obscura debe de existir para poder explicar los movimientos de las estrellas que se observan dentro de la galaxia, los cuales no pudieran ser posibles si fuesen sólo influidos por la atracción gravitacional de las puras estrellas. En algunas galaxias se observan un número tan reducido de estrellas que estas no podrían ser capaces de sujetarse a sí mismas para formar la galaxia en la que habitan. Sin materia obscura a su alrededor, estas estrellas serían dispersadas en el universo sin nada que las mantuviese juntas.
De esta manera, el universo pudiera estar inundado de un número muy grande de galaxias obscuras en las cuales no existe estrella alguna (o muy pocas). Estas galaxias obscuras podrían superar en número a las del género visible por algo así como 100 a una, de acuerdo con lo que predecimos.
Hasta ahora, todas las evidencias parecen indicar que la mayor parte de la masa del universo es invisible y que la mayor parte de las galaxias se encuentran plagadas no de materia común hecha de átomos, sino de materia fantasma en forma de partículas exóticas e imperceptibles, que se manifiestan por la atracción gravitacional que ejercen. Más aun, en la teoría más aceptada se predice que cada galaxia de grandes dimensiones debiera estar rodeada por muchas de pequeño tamaño. Sin embargo, estas galaxias no se observan. Quizás esto se deba a que éstas solamente forman un número muy reducido de estrellas (o probablemente no contienen ni siquiera una estrella) y no pueden ser detectadas directamente por la luz que emiten. ƑCómo las podemos encontrar? Esta es la pregunta clave que intentamos resolver en el artículo que será publicado próximamente en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. La mejor técnica para encontrar estas galaxias obscuras depende de la verdadera naturaleza de esta masa invisible, la cual es completamente desconocida. En el trabajo se discuten un buen número de estrategias para encontrar a estas galaxias obscuras. Aquí enumero las más comunes.
Si la materia obscura está formada completamente de partículas elementales, las galaxias obscuras pudieran actuar como lentes gravitacionales, distorsionando así la apariencia de las galaxias visibles que se encuentran detrás de ellas. Lo mismo ocurriría si las galaxias contienen algunas estrellas muertas como hoyos negros o enanas blancas.
Si la materia obscura incluyera algunas enanas cafés, cuerpos celestes que son considerados el punto medio entre planetas y estrellas, ésta pudiera ser detectada por la radiación en longitud de onda infrarroja que emana de estos objetos.
Otra estrategia para encontrar esta materia invisible es la de observar material que ha sido atraído por la fuerza gravitatoria ejercida por la galaxia obscura. En nuestro trabajo proponemos que posiblemente ya hemos identificado un lugar donde esto pueda estar ocurriendo. Esto, creo yo, es lo que más ha causado sensación en los círculos científicos e informativos. Hemos notado que la galaxia conocida como UGC 10214 contiene bastante material que ha sido extraído fuera de la galaxia, como si fuese jalado por otra galaxia. Sin embargo, en este caso, no se observa ningún objeto que pudiera estar jalando dicho material. Cuando galaxias interactúan entre ellas es muy común el observar este tipo de puentes de intercambio de materia. Sin embargo, aquí no existe ningún tipo de acompañante que sea claramente visible. Es algo verdaderamente fascinante.
El autor cursa su doctorado en el Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge, en Gran Bretaña