Se ha descubierto una galaxia que, a diferencia de cualquier otra conocida en el universo moderno, parece estar esencialmente desprovista de estrellas. La galaxia, un trozo flotante de polvo y gas a la deriva en el espacio, que se encuentra sólo gracias a su firma sutil y fortuita en un radiotelescopio, es casi tan masiva como la Vía Láctea, pero invisible a simple vista. El descubrimiento podría “cambiar por completo lo que creemos saber sobre la formación de galaxias”, dice Pieter van Dokkum, astrofísico de la Universidad de Yale, que no participó en el hallazgo.
Llamado J0613+52, el objeto fue descubierto y reportado por un equipo dirigido por Karen O’Neil, científica principal del Observatorio Green Bank en Virginia Occidental. O’Neil y sus colegas habían estado utilizando observaciones de radio del Telescopio Green Bank, el Radiotelescopio Nançay en París y el ahora colapsado telescopio de Arecibo en Puerto Rico para observar una clase de objetos conocidos llamados galaxias de bajo brillo superficial (LSB). . Las LSB son galaxias tenues y minúsculas que a menudo son trozos desgarrados de galaxias más grandes o pequeñas galaxias enanas.
Durante una de las observaciones planificadas utilizando el Telescopio Green Bank, un enorme telescopio de un solo plato de 330 pies, los investigadores se dieron cuenta de que estaban apuntando al punto equivocado en el cielo nocturno. “Habíamos escrito mal la ubicación”, dice O’Neil. Pero en lugar de encontrar nada en ese lugar objetivo, el telescopio detectó una mancha de gas hidrógeno similar a una galaxia a unos 270 millones de años luz de distancia. Sin embargo, en las observaciones visibles, “no había ningún objeto en esa zona”, dice. El hallazgo fue presentado la semana pasada en la 243ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Nueva Orleans.
Esa curiosa combinación (una señal de radio rica en hidrógeno pero sin luz visible aparente) sugiere que esta galaxia está compuesta casi en su totalidad de gas y materia oscura, y que contiene pocas o ninguna estrella. Las mediciones del equipo indican que el objeto es al menos 100.000 veces más débil que nuestra propia Vía Láctea, que brilla con la luz combinada de más de 100 mil millones de estrellas. Los investigadores también lograron medir la velocidad a la que gira la masa de gas del tamaño de una galaxia, lo que les permitió estimar que su inventario de materia ordinaria es de al menos dos mil millones de masas solares, del orden de 10 veces menos que el que tiene la masa solar. Vía Láctea pero mucho mayor que la cantidad contenida en otros LSB, que pueden ser 100 veces más pequeños. Es probable que también haya presente “una cantidad decente de materia oscura”, dice O’Neil, pero las incertidumbres persistentes sobre el tamaño físico exacto de la galaxia oscura hacen que las estimaciones de materia oscura asociadas sean, en el mejor de los casos, confusas.
Lo más interesante de todo es que J0613+52 está completamente aislado, sin ninguna galaxia vecina a menos de 330 millones de años luz aproximadamente; De hecho, nuestra propia Vía Láctea parece ser la compañera más cercana conocida del objeto. “En estas áreas vacías del universo, el gas debería ser demasiado difuso para formar cualquier objeto parecido a una galaxia”, dice O’Neil. “Claramente eso no es del todo cierto”. J0613+52, especulan ella y sus colegas, puede haber estado solo en el espacio desde el universo primitivo, existiendo como una bolsa solitaria de gas que apenas ha cambiado desde su formación hace miles de millones de años. “Es nuestra primera mirada real a una galaxia primordial”, dice. “Contiene gas del universo primitivo que nunca ha sido transferido a las estrellas”.
Van Dokkum dice que aún queda trabajo por hacer antes de que se puedan hacer tales afirmaciones. “Sería muy emocionante”, afirma, pero “necesitamos volver a observar ese campo y asegurarnos de que no haya ningún error en los datos”. Un telescopio que Van Dokkum ayuda a operar en Nuevo México, llamado Dragonfly, podría usarse, junto con otros telescopios, para buscar cualquier evidencia de tenue luz estelar que emana de la penumbra del objeto. “Ciertamente estamos planeando buscar”, dice. O’Neil dice que su equipo también está trabajando con grupos para realizar algunas observaciones propias “con suerte en algún momento de este año”.
Robert Minchin del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Nuevo México, que vio la presentación de O’Neil, cree que la deducción del equipo es correcta. “Creo que definitivamente es una detección real”, dice. “Parece un objeto primordial. Es un poco como descubrir un dinosaurio vivo y tenerlo allí para estudiarlo”.
Si se confirma que J0613+52 es un LSB extremadamente débil y aislado, lo que lo haría único entre los cientos de objetos de este tipo ya conocidos, podría ofrecer información vital sobre la vida de las galaxias. “Hasta ahora hemos pensado que si tienes la masa de la Vía Láctea, sería muy difícil no formar estrellas”, dice van Dokkum. “Hay mucho material allí”. Y las estrellas tienden a engendrar aún más estrellas a medida que soles jóvenes y masivos explotan en supernovas que enriquecen y expulsan enormes volúmenes de gas y polvo de formación estelar. Sin embargo, por razones desconocidas, algo parece haber suprimido dicha actividad en J0613+52, aunque la galaxia puede albergar una población estelar escasa y débil que las observaciones posteriores descubrirán. “Es un laboratorio fantástico para poner a prueba nuestras ideas sobre cómo se forman las estrellas y las galaxias al extremo”, afirma O’Neil.
El profundo aislamiento de la galaxia podría ayudar a explicar su escasez de estrellas, dice O’Neil, que podría deberse a una falta de impulsos gravitacionales de las galaxias cercanas que, de otro modo, provocarían que las nubes de gas de formación estelar se agruparan y colapsaran. “Si estás en una zona de mayor densidad, está bien, pero en este caso no hay vecinos y terminas siendo difuso”, dice. Nuestra Vía Láctea, en comparación, se encuentra en un área de densidad mucho mayor, el Supercúmulo de Virgo, con la galaxia enana más cercana conocida a sólo 25.000 años luz de distancia. Si J0613+52 está girando como sugieren las mediciones, eso podría darle alguna forma o estructura que coincida con galaxias completamente desarrolladas como la nuestra. “Si realmente está girando, tal vez se pueda ver una estructura espiral extremadamente tenue en [any] “Estrellas” finalmente se detectaron allí, dice van Dokkum. “Eso sería realmente fantástico”.
Los próximos estudios realizados por el Telescopio Green Bank, el Square Kilometer Array en Australia y Sudáfrica y el Observatorio Vera Rubin en Chile podrían encontrar más objetos como J0613+52, si es que existe alguno. Pero por ahora, es la única galaxia “oscura” de su tipo. “El hecho de que lo encontráramos a través de un completo percance de nuestra parte es increíblemente sorprendente”, dice O’Neil. “Es una aguja en un pajar. Realmente me sorprendería si fuera el único que existe”.