El descubrimiento de estrellas arroja nueva luz sobre la materia oscura y el canibalismo galáctico

El descubrimiento de un puñado de estrellas en el borde de una galaxia fósil ha arrojado nueva luz sobre la materia oscura y ha proporcionado pistas de un posible caso temprano de canibalismo galáctico, dicen los investigadores.

Tucana II es una galaxia enana ultra tenue a unos 163.000 años luz de la Tierra y se cree que es un remanente de la formación de las primeras galaxias del universo. Ya se sabía que contenía estrellas antiguas, incluidas algunas con un contenido de metal muy bajo, lo que indica que se formaron poco después del Big Bang.

Ahora, los investigadores dicen que han descubierto un puñado de estrellas lejos del centro de Tucana II, lo que revela que la galaxia es más grande de lo que se pensaba anteriormente y ofrece nuevas pistas sobre su formación.

En un artículo de la revista Nature Astronomy , investigadores del Reino Unido, EE. UU. Y Australia informan cómo identificaron las estrellas utilizando imágenes capturadas por el telescopio SkyMapper de 1,3 m de la Universidad Nacional de Australia, junto con datos del satélite Gaia, que rastrea las estrellas en la Vía Láctea.

En total, el equipo pudo encontrar y estudiar nueve estrellas nuevas, casi duplicando la cantidad de estrellas conocidas en Tucana II.

Fundamentalmente, las estrellas recién descubiertas se encontraban a unos 3.500 años luz del centro de la galaxia, en comparación con los 1.100 años luz de las estrellas conocidas anteriormente, y se encontró que tenían un contenido de metal aún menor, lo que sugiere que son más antiguas.

El equipo dice que una posibilidad es que las estrellas exteriores se hayan originado en otro lugar, lo que sugiere que Tucana II puede haber resultado de la fusión de dos galaxias primitivas, un proceso que se cree que ocurrió en otras galaxias más jóvenes, y que ha sido sugerido por simulaciones para han ocurrido en antiguas galaxias enanas como Tucana II.

“Nuestro hallazgo proporciona evidencia tentativa de tal comportamiento en una galaxia primitiva reliquia, lo que indica que su formación también puede haber sido moldeada por los mismos procesos”, escribe el equipo.

El equipo agrega que es sorprendente encontrar estrellas tan lejos del centro de una galaxia con tan pocas estrellas, y el examen de sus órbitas descartó la posibilidad de que su posición fuera hacia abajo y otros objetos las alejaran de la galaxia.

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En cambio, los investigadores dicen que la explicación más probable es que las estrellas se mantienen en su lugar por la atracción gravitacional de la propia galaxia.

“Para aferrarse a esas estrellas y que la Vía Láctea no las destruya por las mareas, Tucana II necesita tener mucha masa”, dijo el Dr. Denis Erkal, autor del estudio de la Universidad de Surrey.

Sin embargo, con tan pocas estrellas en la galaxia, eso significa que Tucana II tendría que contener aproximadamente cuatro veces más materia oscura de lo que se pensaba anteriormente.

El equipo dice que eso significa que las primeras galaxias pueden haber sido asuntos mucho más grandes de lo que se esperaba anteriormente, y ahora sería interesante observar más de cerca otras galaxias enanas antiguas para ver si también tienen estrellas lejos de su centro.

Erkal agregó: “Esta es la primera vez que hemos podido detectar estrellas tan lejos de una enana y necesitaremos hacer más observaciones de otras enanas para ver si esto es cierto en general o si es especial para Tucana II”.

El profesor Justin Read, director de física de la Universidad de Surrey, que no participó en el trabajo, dijo que el estudio confirmó una teoría de larga data de que estas diminutas galaxias enanas deberían estar rodeadas por un vasto e invisible “halo” de materia oscura. .

“Sugiere que nuestras ideas actuales sobre qué es la materia oscura están en el camino correcto”, dijo. “Si bien todavía no sabemos de qué está compuesta la materia oscura, observaciones como esta nos acercan a una respuesta”.

Hans-Walter Rix, director del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, dijo: “Este es un artículo realmente bueno, con una excelente artesanía científica que muestra de manera convincente que hay estrellas en esta pequeña galaxia más alejadas de lo que se conocía anteriormente”.

Pero advirtió que el escenario propuesto de canibalismo galáctico era en la actualidad solo una teoría. “El camino hacia las implicaciones propuestas por los resultados para el canibalismo galáctico en el universo temprano, parece plausible e intrigante, pero no único o muy convincente”, dijo.

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