Ciencias

Las galaxias nos ayudan a descubrir el misterio de la materia perdida en la Vía Láctea

ANALIZAR: Todos miramos hacia arriba por la noche y admiramos las estrellas brillantes. Además de hacer un hermoso espectáculo, medir esta luz nos ayuda a aprender sobre la materia en nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Cuando los astrónomos suman toda la materia detectable que nos rodea (como en galaxias, estrellas y planetas), descubren solo la mitad de la cantidad que se espera que exista, según las predicciones. Este sujeto detectable es “biónico”, Lo que significa que está formado por partículas bariónicas, como protones y neutrones.

Pero la otra mitad de la materia en nuestra galaxia es demasiado oscura para ser detectada incluso por los telescopios más poderosos. Toma la forma de grupos de gas fríos y oscuros. En ese gas oscuro está la materia oscura “ausente” de la Vía Láctea.

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En un papel publicado en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society, detallamos el descubrimiento de cinco galaxias distantes y brillantes que apuntan a la presencia de una nube de gas de forma inusual en la Vía Láctea. Creemos que esta nube puede estar relacionada con la materia que falta.

Encontrar lo que no podemos ver

Las estrellas titilan debido a las turbulencias en nuestra atmósfera. Cuando su luz llega a la Tierra, se dobla al rebotar a través de diferentes capas de la atmósfera.

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En raras ocasiones, las galaxias también pueden parpadear debido a la turbulencia del gas en la Vía Láctea. Vemos este parpadeo debido a los núcleos luminosos de galaxias distantes llamadas “quásares”.

La Vía Láctea sobre Wairarapa Sur tomada desde un mirador en las sierras de Tararua.

MARK GEE / cosas

La Vía Láctea sobre Wairarapa Sur tomada desde un mirador en las sierras de Tararua.

Los astrónomos pueden usar los cuásares como retroiluminación para revelar la presencia de cúmulos de gas a nuestro alrededor que de otro modo serían imposibles de ver. El desafío, sin embargo, es que es muy raro ver quásares brillando.

Aquí es donde el Pathfinder de matriz de kilómetros cuadrados australianos Llega (ASKAP). Este telescopio de alta sensibilidad puede ver un área del tamaño de Cruzeiro do Sul y detectar decenas de miles de galaxias distantes, incluidos los cuásares, en una sola observación.

Usando ASKAP, miramos el mismo pedazo de cielo siete veces. De las 30.000 galaxias que pudimos ver, seis parpadeaban intensamente. Sorprendentemente, cinco de ellos estaban dispuestos en una línea recta larga y delgada.

El análisis mostró que capturamos un grupo invisible de gas entre nosotros y las galaxias. A medida que la luz de las galaxias atravesaba la nube de gas, parecían parpadear.

En el centro hay una de las galaxias que parpadea con fuerza. Los colores representan el brillo, ya que oscila entre un brillo intenso (rojo) y un brillo más débil (azul).

Las estrellas titilan debido a las turbulencias en nuestra atmósfera.  Cuando su luz llega a la Tierra, se dobla al rebotar a través de diferentes capas de la atmósfera.

Garry Steel / Cosas

Las estrellas titilan debido a las turbulencias en nuestra atmósfera. Cuando su luz llega a la Tierra, se dobla al rebotar a través de diferentes capas de la atmósfera.

Un cúmulo de gas a diez años luz de distancia

La nube de gas que detectamos estaba dentro de la Vía Láctea, a unos diez años luz de la Tierra. Como referencia, un año luz equivale a 9,7 billones de kilómetros.

Esto significa que la luz de estas galaxias brillantes ha viajado miles de millones de años luz hacia la Tierra, solo para ser interrumpida por la nube durante los últimos diez años de su viaje.

Al observar las posiciones en el cielo no solo de las cinco galaxias brillantes, sino también de decenas de miles de galaxias no brillantes, pudimos trazar un límite alrededor de la nube de gas.

Descubrimos que era muy recto, con la misma longitud de cuatro lunas una al lado de la otra y solo dos “minutos de arco“Anchura. Esto es tan delgado que equivale a mirar un mechón de cabello con el brazo extendido.

Esta es la primera vez que los astrónomos han podido calcular la geometría y las propiedades físicas de una nube de gas de esta manera. Pero, ¿de dónde vino esto? ¿Y qué le dio una forma tan inusual?

Está helando fuera

Los astrónomos han predicho que cuando una estrella pasa muy cerca de un agujero negro, las fuerzas extremas del agujero negro lo separarán, dando como resultado una corriente de gas larga y delgada.

Pero no hay agujeros negros masivos cerca de esta nube de gas: el lo más cercano que sabemos está a más de 1000 años luz de la Tierra.

Los astrónomos han predicho que cuando una estrella pasa muy cerca de un agujero negro, las fuerzas extremas del agujero negro lo separarán, dando como resultado una corriente de gas larga y delgada.

Previsto

Los astrónomos han predicho que cuando una estrella pasa muy cerca de un agujero negro, las fuerzas extremas del agujero negro lo separarán, dando como resultado una corriente de gas larga y delgada.

Por lo tanto, proponemos otra teoría: que una “nube de nieve” de hidrógeno fue interrumpida y estirada por las fuerzas gravitacionales de una estrella cercana, convirtiéndose en una nube de gas larga y delgada.

Las nubes de nieve se han estudiado solo como posibilidades teóricas y son casi imposibles de detectar. Pero estarían tan fríos que las gotas de gas hidrógeno en su interior podrían congelarse.

Algunos astrónomos creen que las nubes de nieve son parte de la materia perdida en la Vía Láctea.

Es increíblemente emocionante para nosotros haber medido un cúmulo de gas invisible con tanto detalle utilizando el telescopio ASKAP. En el futuro, planeamos repetir nuestro experimento a una escala mucho mayor y, con suerte, crear un “mapa de nubes” de la Vía Láctea.

Luego, podremos averiguar cuántas otras nubes de gas hay, cómo se distribuyen y qué papel pueden haber jugado en la evolución de la Vía Láctea.

Yuanming Wang es un estudiante de doctorado en Universidad de Sydney y Tara Murphy es profesor en Universidad de Sydney.

Este artículo ha sido republicado desde La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.

Prudencia Febo

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