En
los años setenta los astrónomos descubrieron que algunas estrellas se
movían más rápido «de lo que debían». En la parte exterior del disco de
las galaxias había pocas estrellas y poco gas. Pero el movimiento que
llevaban solo podía explicarse si había más masa, y por tanto, más
gravedad, en alguna parte.
¿Qué estaba pasando? Después del desconcierto inicial, los astrónomos
propusieron que en la parte exterior de las galaxias lo que ocurría es
que se acumulaba una materia invisible, que no emite, absorbe ni refleja
la luz, pero que ejerce una importante atracción gravitacional: acababa
de nacer el concepto de materia oscura.
Hoy en día la materia oscura es fundamental para explicar la
evolución de las galaxias y del Universo. Pero un estudio presentado en
Nature ha mostrado que la importancia de la materia oscura no siempre ha
sido la misma. Después de observar seis galaxias muy lejanas que
existieron en una etapa temprana del Universo, hace unos 10.000 millones
de años, todo con ayuda del «Very Large Telescope» del Observatorio
Europeo Austral (ESO), los investigadores han observado que en estas la
materia oscura es menos importante que la materia visible. La parte
externa de estas jóvenes (y a la vez antiguas) galaxias se mueve más
despacio que en las galaxias actuales, y su comportamiento se puede
explicar perfectamente sin la influencia de la materia oscura.
En las galaxias actuales, que son las que están más cerca de la Vía
Láctea, tanto el disco como el núcleo giran a velocidades similares. La
materia visible se acumula en las zonas centrales, y se cree que la
materia oscura predomina en la periferia. En el caso de las jóvenes
galaxias analizadas en este estudio, también ocurre que la materia
visible se acumula en el centro, pero hay una diferencia: en estas los
discos giran más despacio que los núcleos.
«Es sorprendente, pero las velocidades de rotación no son constantes,
sino que decrecen al alejarnos del centro de las galaxias», ha
explicado en un comunicado Reinhard Genzel, primer autor del estudio e
investigador en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre.
De la telaraña a los discos de las galaxias
¿Por qué puede ocurrir esto? ¿Por qué esas galaxias del Universo más joven son distintas a las actuales? «Probablemente hay dos causas», ha dicho Genzel. «La primera, es que estas galaxias masivas del Universo temprano están fuertemente dominadas por la materia visible. En segundo lugar, estos discos son mucho más turbulentos que los de las galaxias espirales de nuestro vecindario».
¿Por qué puede ocurrir esto? ¿Por qué esas galaxias del Universo más joven son distintas a las actuales? «Probablemente hay dos causas», ha dicho Genzel. «La primera, es que estas galaxias masivas del Universo temprano están fuertemente dominadas por la materia visible. En segundo lugar, estos discos son mucho más turbulentos que los de las galaxias espirales de nuestro vecindario».
Los modelos teóricos sugieren que las primeras galaxias se formaron
en el interior de los halos de materia oscura, unas estructuras con
forma de fibras que forman una gran «telaraña cósmica». La gravedad
permitió estabilizar el gas, básicamente formado por hidrógeno, y al
final este se acabó separando de la materia oscura. Si no hay
distorsiones, este gas acaba formando un disco plano y estable que con
el tiempo permite la concentración de materia suficiente como para
permitir el nacimiento de estrellas.
En las galaxias actuales, la materia oscura ha tendido a acumularse
en la periferia, mientras que la visible se ha apoderado del centro.
Pero en estas antiguas galaxias, Genzel y sus compañeros percibieron la
ausencia de materia oscura en la periferia, y que esta era más notable
cuanto más joven fuera la galaxia en cuestión.
Halos de materia oscura grandes y dispersos
Los astrónomos creen que esto sugiere que en las etapas tempranas del Universo la materia visible se condensó en discos planos de gas, pero que los halos de materia oscura que los rodeaban eran mucho mayores y además estaban más dispersos. Por eso hicieron falta miles de millones de años para que la materia oscura se condensase también, y llegara hasta la posición en la que está en las galaxias actuales.
Los astrónomos creen que esto sugiere que en las etapas tempranas del Universo la materia visible se condensó en discos planos de gas, pero que los halos de materia oscura que los rodeaban eran mucho mayores y además estaban más dispersos. Por eso hicieron falta miles de millones de años para que la materia oscura se condensase también, y llegara hasta la posición en la que está en las galaxias actuales.
Para llegar a estas conclusiones, los astrónomos se centraron en seis
galaxias y en 240 discos galácticos, en los que se observó que las
velocidades de la periferia eran menores a las de las galaxias actuales.
Por último, los cálculos les ha permitido concluir que estas jóvenes
galaxias están completamente dominadas por la materia visible. Sin
embargo, en las actuales la materia oscura suele acumular la mitad de la
masa de las galaxias.
Aunque estos investigadores no han cuestionado la importancia de la
materia oscura como un componente fundamental del Universo, sí han
sugerido que la materia oscura no estaba distribuida de la misma forma
durante la juventud del Universo.
Mark Swinbank astrofísico de la Universidad de Durham que ha
comentado este trabajo, ha dicho que hará falta una muestra mayor de
galaxias para averiguar si los objetos estudiados por Genzel y su equipo
son típicos o no. Pero en todo caso, cree que este estudio es un
importante paso para comprender los procesos físicos que intervienen en
la formación de galaxias.
Fuente: abc / MF
