Usando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA, los astrónomos han descubierto que las galaxias más brillantes dentro de los cúmulos de galaxias "bambolean" en relación con el centro de masa del cúmulo. Este resultado inesperado es inconsistente con las predicciones hechas por el modelo estándar actual de materia oscura.Un análisis más detallado puede proporcionar información sobre la naturaleza de la materia oscura, tal vez incluso indicando que la nueva física está en funcionamiento.
La materia oscura constituye poco más del 25 por ciento de toda la materia en el Universo, pero no se puede observar directamente, lo que lo convierte en uno de los mayores misterios de la astronomía moderna. Los halos invisibles de materia oscura esquiva encierran galaxias y cúmulos de galaxias por igual. Estas últimas son agrupaciones masivasde hasta mil galaxias sumergidas en gas intergaláctico caliente. Estos cúmulos tienen núcleos muy densos, cada uno de los cuales contiene una galaxia masiva llamada "galaxia en racimo más brillante" BCG.
El modelo estándar de materia oscura modelo de materia oscura fría predice que una vez que un cúmulo de galaxias ha vuelto a un estado "relajado" después de experimentar la turbulencia de un evento de fusión, el BCG no se mueve desde el centro del cúmulo.en su lugar por la enorme influencia gravitacional de la materia oscura.
Pero ahora, un equipo de astrónomos suizos, franceses y británicos ha analizado diez cúmulos de galaxias observados con el telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA y descubrió que sus BCG no están fijados en el centro como se esperaba.
Los datos del Hubble indican que están "tambaleándose" alrededor del centro de masa de cada cúmulo mucho después de que el cúmulo de galaxias haya vuelto a un estado relajado después de una fusión. En otras palabras, el centro de las partes visibles de cada cúmulo de galaxias yel centro de la masa total del cúmulo, incluido su halo de materia oscura, está compensado en hasta 40,000 años luz.
"Descubrimos que los BCG se tambalean alrededor del centro de los halos", explica David Harvey, astrónomo de EPFL, Suiza y autor principal del artículo. "Esto indica que, en lugar de una región densa en el centro del cúmulo de galaxias, como predice el modelo de materia oscura fría, hay una densidad central mucho más superficial. Esta es una señal sorprendente de formas exóticas de materia oscura en el corazón de los cúmulos de galaxias ".
El bamboleo de los BCG solo se pudo analizar ya que los cúmulos de galaxias estudiados también actúan como lentes gravitacionales. Son tan masivos que deforman el espacio-tiempo lo suficiente como para distorsionar la luz de objetos más distantes detrás de ellos. Este efecto, llamado lente gravitacional fuerte, puedepuede usarse para hacer un mapa de la materia oscura asociada con el cúmulo, permitiendo a los astrónomos determinar la posición exacta del centro de masa y luego medir el desplazamiento del BCG desde este centro.
Si este "bamboleo" no es un fenómeno astrofísico desconocido y, de hecho, es el resultado del comportamiento de la materia oscura, entonces es inconsistente con el modelo estándar de materia oscura y solo puede explicarse si las partículas de materia oscura pueden interactuar entre sí- una fuerte contradicción con la comprensión actual de la materia oscura. Esto puede indicar que se requiere una nueva física fundamental para resolver el misterio de la materia oscura.
El coautor Frederic Courbin, también en EPFL, concluye: "Esperamos encuestas más grandes, como la encuesta Euclid, que ampliarán nuestro conjunto de datos. Luego, podemos determinar si el resultado de la sacudida de los BGC es el resultadode un nuevo fenómeno astrofísico o nueva física fundamental. ¡Ambos serían emocionantes! "
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Materiales proporcionado por Centro de información ESA / Hubble . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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