Hubble rastrea la materia oscura en una galaxia enana usando movimientos estelares
Por: Centro de Vuelo Espacial Goddard (NASA).
11 de julio de 2024
La imagen de la izquierda es del Digitized Sky Survey (DSS) y presenta una vista más amplia de la región. Las dos imágenes del lado derecho son vistas del Hubble. Crédito de la imagen: NASA, ESA, Eduardo Vitral, Roeland van der Marel y Sangmo Tony Sohn (STScI), DSS; Procesamiento de imágenes: Joseph DePasquale (STScI).
Las cualidades y el comportamiento de la materia oscura, siguen envueltos en misterio. Aunque las galaxias están formadas principalmente por materia oscura, comprender cómo se distribuye dentro de ellas ofrece pistas sobre qué es esta sustancia y cuál es su relevancia para la evolución de una galaxia. Aunque las simulaciones por ordenador sugieren que la materia oscura debería acumularse en el centro de una galaxia, lo que se denomina cúspide de densidad, muchas observaciones telescópicas anteriores han indicado que, en cambio, está más uniformemente dispersa por toda la galaxia.
La razón de esta tensión entre el modelo y la observación sigue desconcertando a los astrónomos, lo que refuerza el misterio de la materia oscura. Un equipo de astrónomos ha recurrido a los datos recopilados por el telescopio espacial Hubble de la NASA para intentar aclarar este debate midiendo los movimientos dinámicos de las estrellas dentro de la galaxia enana Draco, un sistema ubicado a aproximadamente 250.000 años luz de la Tierra.
Utilizando una serie de observaciones que abarcaron un período de 18 años, los investigadores lograron construir la comprensión tridimensional más precisa de los movimientos de las estrellas dentro de la diminuta galaxia. Esto requirió revisar casi dos décadas de observaciones del amplio archivo del Hubble de la galaxia Draco.
“Nuestros modelos tienden a coincidir más con una estructura de tipo cúspide, que se alinea con los modelos cosmológicos”, dijo Eduardo Vitral del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore y autor principal del estudio. Si bien no es posible afirmar definitivamente que todas las galaxias contienen una distribución de materia oscura de tipo cúspide, para los investigadores es emocionante tener datos tan bien medidos que superan todo lo previamente medido.
Como se sabe que las galaxias enanas tienen una mayor proporción de contenido de materia oscura que otros tipos de galaxias, el equipo se centró en la galaxia enana Draco, que es un satélite relativamente pequeño y esferoidal cercano a la Vía Láctea. “Cuando se miden los movimientos propios, se anota la posición de una estrella en una época y luego, muchos años después, se mide la posición de esa misma estrella. Se mide el desplazamiento para determinar cuánto se movió”, explicó Sangmo Tony Sohn, del STScI, otro coautor del artículo e investigador principal del último programa de observación.
El equipo analizó una serie de épocas que abarcan desde 2004 hasta 2022, una extensa línea de base que solo el Hubble podía ofrecer, debido a la combinación de su visión nítida y estable y un tiempo récord en funcionamiento. El rico archivo de datos del telescopio ayudó a reducir el nivel de incertidumbre en la medición de los movimientos propios de las estrellas. La precisión es equivalente a medir un desplazamiento anual un poco menor que el ancho de una pelota de golf vista desde la Tierra en la Luna.
Con tres dimensiones de datos, el equipo redujo la cantidad de suposiciones aplicadas en estudios anteriores y consideró características específicas de la galaxia (como su rotación y la distribución de sus estrellas y materia oscura) en sus propios esfuerzos de modelado. Las metodologías y modelos desarrollados para la galaxia enana Draco se podrán aplicar a otras galaxias en el futuro. El equipo ya está analizando las observaciones del Hubble de la galaxia enana Sculptor y la galaxia enana Ursa Minor.
El estudio de la materia oscura requiere la observación de diferentes entornos galácticos y también implica la colaboración entre diferentes misiones de telescopios espaciales. Por ejemplo, el próximo telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA ayudará a revelar nuevos detalles de las propiedades de la materia oscura en diferentes galaxias gracias a su capacidad para estudiar grandes franjas del cielo.
“Este tipo de estudio es una inversión a largo plazo y requiere mucha paciencia”, reflexiona Vitral. “Podemos hacer esta ciencia gracias a toda la planificación que se realizó a lo largo de los años para recopilar estos datos. Los conocimientos que hemos recopilado son el resultado de un grupo más grande de investigadores que ha estado trabajando en estas cosas durante muchos años”.
Fuente:
https://phys.org/news/2024-07-nasa-hubble-dark-dwarf-galaxy.html