En la mayoría de las galaxias parece faltar un enorme porcentaje de materia. Hoy en día, los investigadores podrían haber encontrado la materia faltante de todas las galaxias, pero el descubrimiento contradice los modelos aceptados sobre su formación.
Las observaciones en la última década han demostrado que las galaxias del tamaño de la Vía Láctea parecen tener mucho menos materia de la que deberían tener. La expectativa se basa en la relación entre la materia oscura y la materia normal (bariónica) del universo. Esta relación sugiere que los discos galácticos contienen solo el 20% de la materia bariónica que deberían poseer.
Materia bariónica de las galaxias
Mientras que los estudios en años posteriores han encontrado alrededor de la mitad de la materia faltante en las nubes que rodean las galaxias llamadas medio frío circumgaláctico, la otra mitad ha permanecido bien oculta. Fabrizio Nicastro del Instituto Nacional de Astrofísica en Italia y sus colegas utilizaron los datos de tres galaxias detectadas por el telescopio espacial XMM-Newton y el Observatorio de rayos X Chandra para buscar el resto de la materia faltante. Los resultados de la investigación (ref.) están publicados en Arvix.
Estos poderosos observadores no pudieron detectar la materia bariónica en ninguna de las galaxias. Pero cuando los investigadores superpusieron las observaciones de las tres galaxias, pudieron medir la luz total en lugar de una por una.
Entre las señales gaseosas en el frío del medio circumgaláctico, descubrieron un gas más caliente con una masa equivalente a cientos de miles de millones de veces la masa del sol. “La masa que estimamos es suficiente para explicar la masa faltante en las galaxias. Esta evidencia revela la mayoría de los bariones en estas estructuras cósmicas”, dice Nicastro.
Un descubrimiento extraordinario
Solo hay un problema. La materia no debe ser considerada como faltante. Las simulaciones en galaxias jóvenes muestran que los potentes vientos creados por procesos energéticos como la formación estelar deberían haber arrojado gran parte de la materia bariónica lejos de ellas.
Pero esto significa que el gas faltante ya debería estar lejos y no en el medio circumgaláctico. “Pensábamos que estos bariones deberían faltar, porque precisamente son expulsados de la galaxia”, afirma Vikram Ravi del California Institute of Technology. “Desde este punto de vista, es un resultado extraordinario si los datos son confirmados”. Si la materia faltante está realmente allí, tendremos que repensar cómo funcionan las galaxias a gran escala.
“Cuando observamos el halo de la Vía Láctea, en realidad encontramos una buena cantidad de estructura y conglomerados“, afirma Ravi. “Creo que se necesitará una comparación con simulaciones muy detalladas y con la misma Vía Láctea para interpretar estos datos de manera más profunda”. Comparar otras galaxias con la Vía Láctea será especialmente crucial en los próximos años. Además, no podemos medir en detalle el medio circumgaláctico de las galaxias más allá de la nuestra.
“Una o dos confirmaciones aún pueden ser proporcionadas por observaciones extremadamente largas con los actuales satélites de rayos X (XMM-Newton y Chandra). Pero para realizar estudios de población de estos componentes [del medio circumgaláctico], se necesita nuevo equipamiento”, afirma Nicastro. Podría tomar una década o más antes de que esos nuevos telescopios estén listos para revelar realmente el misterio de esta materia faltante.