Una colisión cósmica podría haber desgarrado la materia ordinaria y la materia oscura

Los astrónomos han encontrado una tercera galaxia para la cual, para explicar el movimiento de las estrellas, casi no se necesita materia oscura. En la galaxia DF9, situada a unos 65 millones de años luz de la Tierra, las estrellas se mueven tan despacio que la gravedad observada puede ser generada casi exclusivamente por la materia ordinaria. DF9 se ha sumado a DF2 y DF4, y el hecho de que haya tres objetos así próximos entre sí refuerza la hipótesis de una antigua catástrofe inusual.

Investigadores midieron las velocidades de las estrellas en DF9 y obtuvieron una dispersión de alrededor de 6,4 km/s. La masa estelar de la galaxia alcanza aproximadamente 140 millones de masas solares, y para esa cantidad de materia ordinaria los cálculos indican unos 8,3 km/s. En otras palabras, no se requiere masa oculta adicional para explicar el movimiento de las estrellas. Si DF9 estuviera dentro de un halo de materia oscura típico para una galaxia de esa masa, la dispersión de velocidades se acercaría a 27 km/s.

Para la mayoría de las galaxias enanas, la imagen es la contraria. Tienen relativamente pocas estrellas, pero el halo invisible produce una parte considerable de la gravedad. DF2 y DF4 hace varios años se apartaron del esquema habitual, y ahora DF9 ha mostrado casi la misma característica. La coincidencia es especialmente interesante porque las tres galaxias forman parte de una cadena extensa de objetos débiles.

Los astrónomos sugieren que la cadena se formó tras la colisión de dos galaxias enanas ricas en gas hace unos 8.000 millones de años. En una colisión, el gas se frena, choca y se acumula en aglomeraciones densas, de las que luego nacen estrellas. La materia oscura, en cambio, casi no interactúa directamente con la materia ordinaria, por lo que los dos halos invisibles podrían haber seguido su movimiento. Los cálculos describen la cadena de siete a once galaxias débiles con una longitud superior a dos megapársecs, que podrían haberse formado tras un solo evento.

DF9 proporcionó una prueba importante a esta versión. El escenario predecía que otras galaxias de la cadena también deberían mostrar un déficit de materia oscura, ya que se formaron a partir del gas que durante la colisión se separó de los halos invisibles. Las mediciones de DF9 coincidieron con esa expectativa.

El trío DF2, DF4 y DF9 es también interesante para el debate sobre la propia naturaleza de la materia oscura. Algunos modelos intentan explicar las velocidades inusuales de las estrellas sin materia adicional, modificando las leyes de la gravedad a grandes distancias. Una de las ideas más conocidas se denomina dinámica newtoniana modificada. Sin embargo, es más sencillo explicar las galaxias en las que la materia ordinaria podría haberse separado físicamente de la fuente de la gravedad adicional mediante la presencia de un componente invisible separado.

No hay todavía una prueba definitiva de la antigua colisión. Los astrónomos barajan otras opciones, incluyendo la pérdida de materia oscura al moverse cerca de galaxias masivas, y en DF2, DF4 y DF9 no se han encontrado todos los rastros que podría haber dejado un gran accidente cósmico. Las nuevas observaciones tampoco desvelan de qué partículas está hecha la materia oscura. No obstante, las tres galaxias inusuales demuestran que es probable que la materia ordinaria y la fuente de la gravedad faltante puedan separarse físicamente.