No hay señales de halos de materia oscura

No hay señales de halos de materia oscura


05/08/2022

(Noticias de Nanowerk) Según el modelo estándar de cosmología, la gran mayoría de las galaxias están rodeadas por un halo de partículas de materia oscura. Este halo es invisible, pero su masa ejerce una fuerte atracción sobre las galaxias cercanas. Un nuevo estudio liderado por la Universidad de Bonn y la Universidad de Saint Andrews (Escocia) desafía esta visión del universo. Los resultados sugieren que las galaxias enanas del segundo cúmulo de galaxias más cercano a la Tierra, conocido como el cúmulo de Fornax, están libres de tales halos de materia oscura.

El estudio fue publicado en la revista Boletines mensuales de la Royal Astronomical Society («La distribución y morfologías de las galaxias enanas del cúmulo de Fornax sugieren que carecen de materia oscura»). La galaxia enana NGC1427A vuela a través del cúmulo de galaxias de Fornax Volando a través del cúmulo de galaxias de Fornax, la galaxia enana NGC1427A está sujeta a perturbaciones que no serían posibles si esta galaxia estuviera rodeada por un halo de materia oscura pesado y extenso, como lo requiere la cosmología estándar. (Imagen: ESO)

Las galaxias enanas son galaxias pequeñas y tenues que generalmente se encuentran en cúmulos de galaxias o cerca de galaxias más grandes. Debido a esto, podrían verse afectados por los efectos gravitatorios de sus compañeros más grandes.

«Presentamos un método innovador para probar el modelo estándar basado en la cantidad de galaxias enanas que son perturbadas por las ‘mareas’ gravitatorias de las galaxias cercanas más grandes», dijo Elena Asencio, estudiante de doctorado en la Universidad de Bonn y autora principal de la historia.

Las mareas se forman cuando la gravedad de un cuerpo actúa de manera diferente en diferentes partes de otro cuerpo. Estas son similares a las mareas en la Tierra que ocurren porque la luna tira más fuerte del lado de la tierra que mira hacia la luna.

El cúmulo de Fornax tiene una rica población de galaxias enanas. Observaciones recientes muestran que algunas de estas enanas aparecen distorsionadas, como si las perturbara el entorno del cúmulo.

«Tales perturbaciones en los fornax enanos no son de esperar del modelo estándar», dice Pavel Kroupa, profesor de la Universidad de Bonn y la Universidad Charles de Praga.

Los autores analizaron el grado esperado de perturbación de las enanas, que depende de sus propiedades internas y de su distancia al centro de gravedad del cúmulo. Las galaxias con tamaños grandes pero masas estelares pequeñas y las galaxias cercanas al centro del cúmulo se perturban o destruyen más fácilmente. Compararon los resultados con el grado de interferencia observado, que es evidente a partir de las fotos tomadas por el VLT Survey Telescope del Observatorio Europeo Austral.

“La comparación mostró que si uno quiere explicar las observaciones en el modelo estándar” – dijo Elena Asencio – “los fornax enanos ya deberían estar destruidos por la gravedad desde el centro del cúmulo, incluso si las mareas que los elevan a un enano sesenta y cuatro veces más débil que la propia gravedad del enano».

Esto no solo es contrario a la intuición, dijo, sino que contradice estudios previos, que encontraron que la fuerza externa requerida para perturbar una galaxia enana es aproximadamente igual a la propia gravedad de la enana.

Contradicción con el modelo estándar

Los autores concluyeron a partir de esto que no es posible explicar las morfologías observadas de los enanos fornax de manera consistente utilizando el modelo estándar. Repitieron el análisis utilizando la dinámica milgromiana (MOND). En lugar de asumir halos de materia oscura que rodean las galaxias, la teoría MOND propone una corrección dinámica newtoniana que da un impulso a la gravedad en la región de baja aceleración.

«No estábamos seguros de si las galaxias enanas serían capaces de sobrevivir en el entorno extremo de un cúmulo de galaxias en MOND, ya que no hay halos protectores de materia oscura en este modelo», dijo el Dr. Indranil Banik de la Universidad de St Andrews – «pero nuestros resultados muestran un acuerdo notable entre las observaciones y las expectativas de MOND sobre el alcance de la interrupción de los enanos fornax».

«Es emocionante ver que los datos que obtuvimos con el telescopio de rastreo VLT permitieron una prueba tan exhaustiva de los modelos cosmológicos», dijeron Aku Venhola de la Universidad de Oulu (Finlandia) y Steffen Mieske del Observatorio Europeo Austral, coautores de el estudio.

Esta no es la primera vez que un estudio que prueba el efecto de la materia oscura en la dinámica y evolución de las galaxias concluye que las observaciones se pueden explicar mejor cuando no están rodeadas de materia oscura.

“La cantidad de publicaciones que muestran incompatibilidades entre las observaciones y el paradigma de la materia oscura aumenta cada año. Es hora de invertir más recursos en teorías más prometedoras”, dijo Pavel Kroupa, miembro de las áreas de investigación transdisciplinaria Modelado y Materia. ‘ en la Universidad de Bonn.

dr. Hongsheng Zhao de la Universidad de St Andrews agregó: “Nuestros resultados tienen importantes implicaciones para la física fundamental. Esperamos encontrar más enanos perturbados en otros cúmulos, una predicción para que otros equipos la verifiquen”.



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