Los astrónomos suelen utilizar la Vía Láctea como estándar para estudiar cómo se forman y evolucionan las galaxias. Como estamos dentro de él, los astrónomos pueden estudiarlo en detalle con telescopios avanzados.
Al examinarla en diferentes longitudes de onda, los astrónomos y astrofísicos pueden comprender su población estelar, su dinámica de gases y otras características con mucho más detalle que las galaxias distantes.
Sin embargo, una nueva investigación que examina 101 de los parientes de la Vía Láctea muestra en qué se diferencia de ellos.
Una forma poderosa de entender las cosas es compararlas y contrastarlas con otras de su clase, una técnica que aprendemos en la escuela. Las encuestas son una herramienta eficaz para comparar y contrastar cosas, y las encuestas astronómicas han aportado una enorme cantidad de datos fundamentales a este esfuerzo.
El Encuesta Sloan Digital Sky (SDSS), el Estudio de todo el cielo de dos micrones (2MASS), y el La misión Gaia de la ESA son todos ejemplos destacados.
El Satélites alrededor de análogos galácticos (SAGA) Survey es otra, y su tercera publicación de datos incluye tres nuevos estudios.
Todos los estudios se basan en 101 galaxias similares en masa a la Vía Láctea, y cada estudio aborda un aspecto diferente al comparar esas galaxias con la nuestra.
La investigación muestra que las galaxias se forman dentro de gigantescos halos de materia oscurala esquiva sustancia que no interactúa con la luz. El 85% de la materia del Universo es materia oscura misteriosa, mientras que sólo el 15% es materia normal o bariónica, del tipo que forma los planetas, las estrellas y las galaxias.
Aunque no podemos ver estos halos masivos, los astrónomos pueden observar sus efectos. Su gravedad se une para crear galaxias y estrellas.
SAGA tiene como objetivo comprender cómo funcionan los halos de materia oscura. Examina galaxias satélite de baja masa alrededor de galaxias similares en masa a la Vía Láctea.
Estos satélites pueden ser capturados y atraídos hacia los halos de materia oscura de galaxias más grandes. SAGA ha encontrado varios cientos de estas galaxias satélite orbitando 101 galaxias con masa de la Vía Láctea.
“La Vía Láctea ha sido un laboratorio de física increíble, incluso para la física de la formación de galaxias y la física de la materia oscura”, dijo Risa Wechsler, profesora de Humanidades y Ciencias y profesora de física en la Facultad de Humanidades y Ciencias. Wechsler también es cofundador de SAGA Survey.
“Pero la Vía Láctea es sólo un sistema y puede no ser típico de cómo se formaron otras galaxias. Por eso es fundamental encontrar galaxias similares y compararlas”.
La comparación entre la Vía Láctea y las otras 101 reveló algunas diferencias significativas.
“Nuestros resultados muestran que no podemos restringir los modelos de formación de galaxias sólo a la Vía Láctea”, dijo Wechsler, quien también es profesor de física de partículas y astrofísica en el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC.
“Tenemos que observar la distribución completa de galaxias similares en todo el universo”.
La tercera publicación de datos del SAGA Survey incluye 378 satélites encontrados en sistemas de 101 MW de masa, y el primer artículo se centra en los satélites.
Sólo una minuciosa búsqueda pudo descubrirlos. Cuatro de ellas pertenecen a la Vía Láctea, incluidas las conocidas Nubes de Magallanes, Grande y Pequeña.
“Hay una razón por la que nadie había probado esto antes”, dijo Wechsler. “Es un proyecto realmente ambicioso. Tuvimos que utilizar técnicas inteligentes para separar esas 378 galaxias en órbita de miles de objetos en el fondo. Es un verdadero problema de aguja en el pajar”.
SAGA descubrió que el número de satélites por galaxia varía de cero a 13. Según el primer artículo, la masa del satélite más masivo es un fuerte predictor de la abundancia de satélites.
“Un tercio de los sistemas SAGA contienen satélites de masa LMC y tienden a tener más satélites que los MW”, afirma el documento. La Vía Láctea es un caso atípico en este sentido, lo cual es una de las razones por las que es atípica.
El segundo estudio se centra en la formación de estrellas en los satélites. La tasa de formación estelar (SFR) es una métrica importante para comprender la evolución de las galaxias.
La investigación muestra que la formación de estrellas todavía está activa en las galaxias satélite, pero cuanto más cerca están de la estrella anfitriona, más lenta es su SFR. ¿Es posible que la mayor atracción del halo de materia oscura cerca de la galaxia esté frenando la formación de estrellas?
“Nuestros resultados sugieren que los satélites de menor masa y los satélites dentro de 100 kpc se extinguen de manera más eficiente en un entorno similar a la Vía Láctea, y estos procesos actúan lo suficientemente lento como para preservar una población de satélites formadores de estrellas en todas las masas estelares y radios proyectados”. afirma el segundo artículo.
Sin embargo, en los satélites de la Vía Láctea sólo las Nubes de Magallanes siguen formando estrellas, y la distancia radial influye.
“Ahora tenemos un enigma”, dijo Wechsler.
“¿Qué en la Vía Láctea causó que estos pequeños satélites de menor masa tuvieran su formación estelar apagada? Quizás, a diferencia de una galaxia anfitriona típica, la Vía Láctea tiene una combinación única de satélites más antiguos que han cesado la formación estelar y otros más nuevos y activos. LMC y SMC, que recientemente cayeron en el halo de materia oscura de la Vía Láctea”.
Ésta es otra razón por la que nuestra galaxia es atípica.
¿Qué pasa con los halos más pequeños de materia oscura alrededor de las galaxias satélite? ¿Qué papel juegan?
“Para mí, la frontera es descubrir qué hace la materia oscura en escalas más pequeñas que la Vía Láctea, como ocurre con los halos más pequeños de materia oscura que rodean estos pequeños satélites”, dijo Wechsler.
El tercer artículo compara la tercera publicación de datos de SAGA con simulaciones por computadora. Los autores desarrollaron un nuevo modelo para apagar galaxias con menos o igual a 109 masas solares.
Su modelo está limitado por los datos de SAGA sobre las 101 galaxias, y luego los investigadores lo compararon con galaxias de campo aisladas del Sloan Digital Sky Survey.
El modelo reprodujo con éxito la función de masa estelar de los satélites, sus SFR promedio y las fracciones apagadas en los satélites. También mantuvo el SFR en galaxias satélite más aisladas y observó una extinción mejorada en satélites más cercanos.
El modelo necesita más pruebas con observaciones y los autores señalan que los estudios espectroscópicos son el siguiente paso lógico.
Es de esperar que esos estudios puedan responder preguntas sobre el papel que juega la retroalimentación interna en los satélites de menor masa, sobre su acumulación de masa y gas y la influencia que la materia oscura tiene sobre ellos, así como los procesos de gas específicos de los satélites.
“SAGA proporciona un punto de referencia para avanzar en nuestra comprensión del universo a través del estudio detallado de galaxias satélite en sistemas más allá de la Vía Láctea”, dijo Wechsler.
“Aunque hemos cumplido nuestro objetivo inicial de mapear satélites brillantes en 101 galaxias anfitrionas, queda mucho trabajo por hacer”.
Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Lea el artículo original.