Como sugiere su nombre, las galaxias ultradifusas, o UDG, son galaxias enanas cuyas estrellas se extienden por una vasta región, lo que da como resultado un brillo superficial extremadamente bajo, lo que las hace muy difíciles de detectar. Varias preguntas sobre las UDG permanecen sin respuesta: ¿Cómo se produjeron estas¿Las enanas terminan tan extendidas? ¿Son sus halos de materia oscura, los halos de materia invisible que rodean las galaxias, especiales?
Ahora un equipo internacional de astrónomos, codirigido por Laura Sales, astrónoma de la Universidad de California, Riverside, informa en Astronomía de la naturaleza que ha utilizado simulaciones sofisticadas para detectar algunos UDG "apagados" en entornos de baja densidad en el universo. Una galaxia apagada es aquella que no forma estrellas.
"Lo que hemos detectado está en desacuerdo con las teorías de la formación de galaxias, ya que se requiere que las enanas apagadas estén en cúmulos o entornos grupales para eliminar el gas y dejar de formar estrellas", dijo Sales, profesor asociado de física y astronomía."Pero los UDG apagados que detectamos están aislados. Pudimos identificar algunos de estos UDG apagados en el campo y rastrear su evolución hacia atrás en el tiempo para mostrar que se originaron en órbitas de salpicaduras".
Aquí, "en el campo" se refiere a galaxias aisladas en entornos más tranquilos y no en un entorno de grupo o cúmulo. Sales explicó que una galaxia de salpicadura es un objeto que parece una galaxia aislada hoy en día, pero que en el pasado era un satélite de unasistema más masivo, similar a un cometa, que visita nuestro sol periódicamente, pero pasa la mayor parte de su viaje aislado, lejos de la mayor parte del sistema solar.
"Las galaxias aisladas y las galaxias satélites tienen propiedades diferentes porque la física de su evolución es bastante diferente", dijo. "Estas galaxias de salpicadura son intrigantes porque comparten propiedades con la población de satélites en el sistema al que alguna vez pertenecieron, perohoy se observa que están aislados del sistema ".
Las galaxias enanas son galaxias pequeñas que contienen entre 100 millones y algunos miles de millones de estrellas. En contraste, la Vía Láctea tiene entre 200 mil millones y 400 mil millones de estrellas. Si bien todas las UDG son galaxias enanas, todas las galaxias enanas no son UDG. Por ejemplo,con una luminosidad similar, las enanas muestran una amplia gama de tamaños, desde compactas a difusas. Las UDG son el extremo de la mayoría de los objetos extendidos a una luminosidad dada. Una UDG tiene el contenido estelar de una galaxia enana, 10-100 veces más pequeña que laVía Láctea. Pero su tamaño es comparable al de la Vía Láctea, lo que le da un brillo superficial extremadamente bajo que la hace especial.
Sales explicó que el halo de materia oscura de una galaxia enana tiene una masa al menos 10 veces más pequeña que la Vía Láctea, y el tamaño escala de manera similar. Los UDG, sin embargo, rompen esta regla y muestran una extensión radial comparable a la de una galaxia mucho más grande.galaxias.
"Una de las teorías populares para explicar esto fue que las UDG son 'Vías Lácteas fallidas', lo que significa que estaban destinadas a ser galaxias como nuestra propia Vía Láctea, pero de alguna manera no lograron formar estrellas", dijo José A. Benavides, un estudiante de posgrado.en el Instituto de Astronomía Teórica y Experimental de Argentina y el primer autor del trabajo de investigación. "Ahora sabemos que este escenario no puede explicar todas las UDG. Entonces están surgiendo modelos teóricos donde más de un mecanismo de formación puede ser capaz de formar estos objetos ultradifusos.. "
Según Sales, el valor del nuevo trabajo es doble. Primero, la simulación utilizada por los investigadores, llamada TNG50, predijo con éxito UDG con características similares a las UDG observadas. En segundo lugar, los investigadores encontraron algunos UDG desactivados raros para los queno tienen mecanismo de formación.
"Usando TNG50 como una 'máquina del tiempo' para ver cómo los UDG llegaron a donde están, descubrimos que estos objetos eran satélites varios miles de millones de años antes, pero fueron expulsados a una órbita muy elíptica y parecen aislados hoy", dijo.
Los investigadores también informan que, según sus simulaciones, los UDG apagados pueden constituir comúnmente el 25% de una población ultradifusa de galaxias. Sin embargo, en las observaciones, este porcentaje es mucho menor.
"Esto significa que muchas galaxias enanas que acechan en la oscuridad pueden haber pasado desapercibidas para nuestros telescopios", dijo Sales. Esperamos que nuestros resultados inspiren nuevas estrategias para estudiar el universo de baja luminosidad, lo que permitiría un censo completode esta población de galaxias enanas. "
El estudio es el primero en resolver la gran cantidad de entornos, desde enanos aislados hasta enanos en grupos y cúmulos, necesarios para detectar UDG y con una resolución lo suficientemente alta para estudiar su morfología y estructura.
A continuación, el equipo de investigación continuará su estudio de UDG en simulaciones TNG50 para comprender mejor por qué estas galaxias están tan extendidas en comparación con otras galaxias enanas con el mismo contenido estelar. Los investigadores utilizarán el Telescopio Keck en Hawai, uno de los mástelescopios poderosos en el mundo, para medir el contenido de materia oscura de UDG en el cúmulo de Virgo, el cúmulo de galaxias más cercano a la Tierra.
"Los telescopios del futuro, como el Large Synoptic Survey Telescope o el Roman Space Telescope, estarán en línea en los próximos cinco a 10 años con la capacidad de detectar muchos más de estos intrigantes UDG", dijo Sales.
El estudio fue parcialmente financiado por un premio CAREER de la National Science Foundation y una subvención del Programa de Teoría Astrofísica de la NASA para Sales.
¿Será seguro para los humanos volar a Marte?
La nueva clase de exoplanetas habitables representa un gran paso adelante en la búsqueda de vida
Una ecuación universal para la forma de un huevo
La física detrás del andar torpe de un tardígrado
Hacia los sistemas de interfaz cerebro-computadora de próxima generación
Estos gecos se estrellan en los árboles de la selva tropical pero no se caen gracias a sus colas