De acuerdo con la cosmología de Λ Cold Dark Matter (ΛCDM), las galaxias de masa estelar actuales deberían contener una porción significativa de materia oscura dentro de sus cuerpos estelares. Los modelos sugieren que en las galaxias masivas de tipo temprano (ETG), la materia oscura debería representar el 15% de la masa dinámica.
La Universidad de La Laguna (ULL) y el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), bajo la supervisión de investigaciones internacionales, han descubierto el primer indicio de una gran galaxia desprovista de materia oscura. El resultado plantea un problema para el modelo cosmológico actualmente aceptado.
La galaxia NGC 1277 no contiene materia oscura, según un equipo de científicos liderado por Sebastien Comeron, investigador del IAC y de la Universidad de la Laguna (ULL). Esta es la primera vez que una gran galaxia (su masa es muchas veces mayor que la Vía Láctea) no muestra signos de este lado invisible del universo.
NGC 1277 es un prototipo de una «galaxia reliquia», que se refiere a una galaxia que nunca ha interactuado con sus vecinos. Estas galaxias son extremadamente poco comunes y son los restos de galaxias masivas que se formaron por primera vez en el universo primitivo.
Sebastien Comeron de la Universidad de La Laguna (ULL) dijo, «La importancia de las galaxias restantes para ayudarnos a comprender cómo se formaron las primeras galaxias es la razón por la que decidimos observar NGC 1277 utilizando un espectrómetro de campo integrado. A partir de los espectros, elaboramos mapas cinemáticos que nos permitieron determinar la distribución de masa dentro de la galaxia en un radio de unos 20.000 años luz».
Aunque los datos coincidían con la ausencia de materia oscura, los científicos encontraron que la distribución de masa en NGC 1277 era simplemente la de las estrellas. A partir de esto, concluyen que no puede haber más del 5% de materia oscura dentro del radio medido.
Ignacio Trujillo, investigador del IAC y la ULL que participó en el estudio, dijo: Sin embargo, los modelos cosmológicos actuales predicen que una galaxia con la masa de NGC 1277 debería contener al menos el 10 % de su masa en forma de materia oscura, con un máximo del 70 % en esta forma.»Esta discrepancia entre las observaciones y lo que esperamos es un rompecabezas, y quizás un desafío para el modelo estándar».
Ana Ferré Mathieu, investigadora del IAC y la ULL que también participó en el estudio, dijo: El artículo propone dos posibles explicaciones para la falta de materia oscura en NGC 1277. Una es que la interacción de la gravedad con el medio circundante dentro del cúmulo de galaxias en el que se encuentra esta galaxia ha eliminado la materia oscura. La otra es que la materia oscura fue expulsada del sistema cuando la galaxia se formó por la fusión de fragmentos protogalácticos, dando lugar a la galaxia restante».
Comerón dijo, «Para los autores del estudio, ninguna de estas explicaciones es completamente satisfactoria, por lo que el misterio de cómo se formó una galaxia masiva sin materia oscura sigue siendo un misterio».
Si se confirma la conclusión de que NGC 1277 carece de materia oscura, socavará seriamente las teorías de que la gravedad cambia y que la mayor parte de la gravedad dentro de las galaxias resulta de una modificación sutil de la ley de la gravedad a gran escala.
Referencia de la revista:
- Comerón, Sébastien, et al: La galaxia remanente masiva NGC 1277 es una galaxia imperfecta de materia oscura. Desde modelos dinámicos de cinemática estelar con dominio integral hasta cinco radios efectivos, A&A 675, A143 (2023) DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202346291
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