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ANÁLISIS

Una nueva especie de galaxias

El primer sistema galáctico sin materia oscura complica las teorías sobre su origen y espesa el misterio de esa forma elusiva de materia

Dragonfly Telescope Array, que realizó el descubrimiento.
Dragonfly Telescope Array, que realizó el descubrimiento.

Todo lo que vemos es solo un 0,5% de lo que existe. El resto es energía oscura (69,4%, seguramente es la fuerza que hace al cosmos expandirse de manera acelerada) y materia oscura (30,1%). Nunca observada directamente, y sin que los científicos de partículas hayan podido determinar su naturaleza fundamental, la materia oscura es uno de los misterios más profundos de la física actual. Lee en Materia las últimas noticias sobre este enigma: en contra de lo que se pensaba, hay galaxias que carecen de materia oscura. ¿Por qué es esto un hallazgo inesperado?

El cúmulo de Coma es uno de los mayores agregados de materia de nuestra vecindad cósmica, con más de mil galaxias acopladas gravitatoriamente. Está a 320 millones de años luz de nosotros, pero sus galaxias espirales más brillantes pueden verse con telescopios para aficionados. En 1933, el astrónomo suizo-norteamericano Fritz Zwicky estaba estudiando el cúmulo de Coma cuando descubrió un hecho desconcertante. Muchas galaxias del cúmulo giraban alrededor de su centro de gravedad con tal velocidad (unos 900 kilómetros por segundo) que el cúmulo debería tener una masa total del orden de 10^15 (diez elevado a 15) masas solares para retenerlas en su seno. Sin embargo, la luminosidad del cúmulo era de solo 10^13 (diez elevado a 13) luminosidades solares: con la exigua masa que ello implica, y el consiguientemente escaso tirón gravitatorio, las galaxias externas deberían haberse escapado. Zwicky conjeturó que la gran mayoría de la masa del cúmulo consistía en un tipo de materia no luminosa. Lo que ahora llamamos materia oscura.

Las evidencias de Zwicky no convencieron a sus colegas, y permanecieron en cuarentena hasta 40 años después, cuando la astrónoma norteamericana Vera Rubin, una mujer que tuvo que trabajar en condiciones heroicas en un sistema científico diseñado para hombres, aunque ayudada por su colega Kent Ford, confirmó la existencia del fenómeno a una escala de tamaño completamente diferente: en lugar de galaxias externas girando demasiado deprisa en un cúmulo, ahora se trataba de estrellas externas girando demasiado deprisa en una galaxia. Rubin demostró que la masa visible de las estrellas de una galaxia es muy inferior a la requerida para mantenerlas orbitando alrededor del centro de masa galáctico.

De ser una idea incómoda, la materia oscura ha pasado a constituir un prometedor componente de las teorías más aceptadas sobre la formación de las galaxias

Tomemos el Sistema Solar como un modelo de lo que debería ocurrir (y no ocurre) en una galaxia típica. El planeta más cercano al Sol, Mercurio, tiene una velocidad orbital de 50 kilómetros por segundo; la Tierra no orbita tan deprisa, solo a 30 kilómetros por segundo; y el planeta más lejano al Sol, Neptuno, es un verdadero lerdo que solo va a 5 kilómetros por segundo. La razón es que orbitar alrededor del Sol es una forma de caer hacia el Sol, y el tirón gravitatorio del Sol decrece con el cuadrado de la distancia al planeta en cuestión. En una galaxia, las estrellas más exteriores deberían girar en torno al centro de la galaxia con una velocidad muy inferior a la de las estrellas más interiores. Y Rubin demostró que no es así. Redondeando un poco, las estrellas exteriores giran a la misma velocidad que las interiores. Solo un montón de materia distribuida por la galaxia (y sobre todo por su exterior), pero que no vemos, puede explicarlo. De nuevo la materia oscura.

De ser una idea incómoda, la materia oscura ha pasado a constituir un prometedor componente de las teorías más aceptadas sobre la formación de las galaxias. Y es ahora, justo ahora, cuando se ha descubierto la primera galaxia que no tiene materia oscura. Si el descubrimiento se confirma en otros sistemas, podremos hablar con propiedad de que existe una nueva especie de galaxias. Los caminos del conocimiento son a menudo tortuosos, pero saber siempre es mejor que no saber.

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