La impresión de un artista de dos galaxias colisionando. Crédito de imagen: ESO Haga Click para agrandar
La materia oscura es una sustancia misteriosa que parece representar el 25% de la masa del Universo. Los astrónomos europeos han medido la cantidad de materia oscura en varias galaxias, y descubrieron que una gran parte de ellas está desequilibrada; sus movimientos internos están muy perturbados. Esto significa que muchas galaxias, hasta el 40%, recientemente han pasado por fusiones o colisiones cercanas.
Al estudiar varias decenas de galaxias distantes, un equipo internacional de astrónomos descubrió que las galaxias tenían la misma cantidad de materia oscura en relación con las estrellas hace 6 mil millones de años que la que tienen ahora. Si se confirma, esto sugiere una interacción mucho más cercana entre la materia oscura y la normal de lo que se creía anteriormente. Los científicos también descubrieron que hasta 4 de cada 10 galaxias están desequilibradas. Estos resultados arrojan una nueva luz sobre cómo se forman y evolucionan las galaxias ya que el Universo tenía solo la mitad de su edad actual.
"Esto puede implicar que las colisiones y la fusión son importantes en la formación y evolución de las galaxias", dijo Francois Hammer, Observatorio de París, Francia, y uno de los líderes del equipo.
Los científicos estaban interesados en descubrir cómo las galaxias que están lejos, así vistas como eran cuando el Universo era más joven, evolucionaron hacia las cercanas. En particular, querían estudiar la importancia de la materia oscura en las galaxias.
"La materia oscura, que compone alrededor del 25% del Universo, es una palabra simple para describir algo que realmente no entendemos", dijo Héctor Flores, co-líder. "Al observar cómo gira la galaxia, sabemos que la materia oscura debe estar presente, ya que de lo contrario estas estructuras gigantescas simplemente se disolverían".
En las galaxias cercanas, y en nuestra propia Vía Láctea, los astrónomos han descubierto que existe una relación entre la cantidad de materia oscura y las estrellas ordinarias: por cada kilogramo de material dentro de una estrella hay aproximadamente 30 kilogramos de materia oscura. ¿Pero esta relación entre la materia oscura y la ordinaria aún se mantiene en el pasado del Universo?
Esto requirió medir la velocidad en diferentes partes de galaxias distantes, un experimento bastante complicado: las mediciones anteriores no pudieron sondear estas galaxias con suficientes detalles, ya que tuvieron que seleccionar una sola ranura, es decir, una sola dirección, a través de la galaxia.
Las cosas cambiaron con la disponibilidad del espectrógrafo GIRAFFE de múltiples objetos, ahora instalado en el Telescopio de la Unidad Kueyen de 8,2 m del Very Large Telescope (VLT) de ESO en el Observatorio Paranal (Chile).
En un modo, conocido como "espectroscopia 3-D" o "campo integrado", este instrumento puede obtener espectros simultáneos de áreas más pequeñas de objetos extendidos como galaxias o nebulosas. Para esto, 15 paquetes de fibra desplegables, las llamadas Unidades de campo integral (IFU), cf. ESO PR 01/02, se utilizan para realizar mediciones meticulosas de galaxias distantes. Cada IFU es un conjunto microscópico de lentes bidimensionales de última generación con una apertura de 3 x 2 arcsec2 en el cielo. Es como el ojo de un insecto, con veinte micro lentes acopladas con fibras ópticas que conducen la luz registrada en cada punto del campo hasta la ranura de entrada del espectrógrafo.
"GIRAFFE en el VLT de ESO es el único instrumento en el mundo que puede analizar simultáneamente la luz proveniente de 15 galaxias que cubren un campo de visión casi tan grande como la luna llena", dijo Mathieu Puech, autor principal de uno de los artículos que presentan resultados. "Cada galaxia observada en este modo se divide en áreas continuas más pequeñas donde se obtienen espectros al mismo tiempo".
Los astrónomos usaron GIRAFFE para medir los campos de velocidad de varias decenas de galaxias distantes, lo que llevó al sorprendente descubrimiento de que hasta el 40% de las galaxias distantes estaban "fuera de balance", sus movimientos internos estaban muy perturbados, una posible señal de que estaban aún muestra las secuelas de las colisiones entre galaxias.
Cuando se limitaron solo a aquellas galaxias que aparentemente han alcanzado su equilibrio, los científicos descubrieron que la relación entre la materia oscura y el contenido estelar no parecía haber evolucionado durante los últimos 6 mil millones de años.
Gracias a su exquisita resolución espectral, GIRAFFE también permite por primera vez estudiar la distribución de gas en función de su densidad en galaxias tan distantes. Los resultados más espectaculares revelan una posible salida de gas y energía impulsada por la intensa formación estelar dentro de la galaxia y una región gigante de gas muy caliente (región HII) en una galaxia en equilibrio que produce muchas estrellas.
"Dicha técnica se puede ampliar para obtener mapas de muchas características físicas y químicas de galaxias distantes, lo que nos permite estudiar en detalle cómo ensamblaron su masa durante toda su vida", dijo François Hammer. "En muchos aspectos, GIRAFFE y su modo de campo multi-integral nos da una primera muestra de lo que se logrará con futuros telescopios extremadamente grandes".
Fuente original: Comunicado de prensa de ESO
