Los astrónomos observan el efecto de la materia oscura en la evolución de las galaxias        

Por: Instituto de Astrofísica de Canarias.

22 de febrero de 2024

Imagen de una galaxia que muestra, a la izquierda, su componente estelar, y a la derecha (en negativo), la materia oscura presente en su halo. Crédito de la imagen: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC) / El equipo EAGLE.

La materia oscura comprende alrededor del 85% de toda la materia del Universo. Aunque la materia ordinaria absorbe, refleja y emite luz, la materia oscura no se puede ver directamente, lo que dificulta su detección. Su existencia se infiere de sus efectos gravitacionales sobre la materia visible, el material que forma estrellas, planetas y otros objetos en el cosmos. Las galaxias están formadas por estos dos tipos de material.

La materia oscura se distribuye en halos, que son enormes estructuras que rodean a las galaxias, mientras que la materia ordinaria está presente principalmente en las regiones centrales donde se encuentran la mayoría de las estrellas. Tradicionalmente, los estudios observacionales de la evolución galáctica se han centrado en el papel de la materia ordinaria, aunque sea una fracción bastante pequeña de la masa de una galaxia. Desde hace décadas existen predicciones teóricas sobre el efecto que debería tener la materia oscura en la evolución de las galaxias. Sin embargo, a pesar de numerosos esfuerzos, no existe un consenso claro al respecto.

Ahora, una investigación liderada por un equipo del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha logrado confirmar, por primera vez mediante observaciones, el efecto de la materia oscura en la evolución de las galaxias, los resultados de la investigación están publicado en la revista Nature Astronomy. Para estudiar el efecto de la materia oscura, el equipo se ha concentrado en la diferencia entre la masa de las estrellas de una galaxia y la masa que se puede deducir de su rotación, llamada masa dinámica total.

La investigación demostró que las edades, el contenido de metales, la morfología, el momento angular y la velocidad de formación de las estrellas dependen no sólo de la masa de esas estrellas, sino también de la masa total, y esto implica incluir el componente de materia oscura que se ajusta a las estimaciones de la masa del halo. En el futuro, el equipo planea medir poblaciones de estrellas a diferentes distancias del centro de la galaxia y demostrar si esta dependencia de las propiedades de las estrellas del halo de materia oscura se mantiene en todos los radios.

Un siguiente paso en la investigación permitirá estudiar la relación entre los halos de materia oscura y la estructura a gran escala del Universo. Este estudio se basa en 260 galaxias del CALIFA (Calar Alto Legacy Integral Field Area), un proyecto internacional en el que el IAC participa activamente. Este estudio proporciona información espectral y una cobertura espacial de galaxias sin precedentes, ya que las galaxias han sido observadas en una configuración de alta resolución, para obtener mediciones detalladas de sus propiedades cinemáticas, lo que permitió al equipo estudiar los movimientos de las estrellas con mucha precisión y así deducir las masas totales de las galaxias.

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