La materia oscura es menos influyente en las galaxias del universo primitivo

Nuevas observaciones indican que las galaxias masivas formadoras de estrellas durante la época del pico de formación de galaxias, hace 10.000 millones de años, estaban dominadas por materia bariónica o “normal”. Esto contrasta completamente con las galaxias actuales, donde los efectos de la misteriosa materia oscura parecen ser mucho mayores como revela un último estudio publicado en Febero del IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) donde se evidencia a favor de la materia oscura. Este sorprendente resultado se obtuvo utilizando el Very Large Telescope de ESO y sugiere que la materia oscura era menos influyente en el universo primitivo de lo que es hoy en día.

Vídeo: Comparación de las galaxias de discos giratorios en el Universo lejano y en la actualidad. La galaxia imaginaria de la izquierda está en el Universo cercano y las estrellas en sus partes exteriores están orbitando rápidamente debido a la presencia de grandes cantidades de materia oscura alrededor de las regiones centrales. Por otro lado, la galaxia de la derecha, que está en el Universo lejano, y vista como hace unos diez mil millones de años, está girando más lentamente en sus partes externas, a medida que la materia oscura es más difusa.

El tamaño de la diferencia se exagera en esta vista esquemática para hacer el efecto más claro. La distribución de la materia oscura se muestra en rojo. Crédito: ESO / L. Calçada

                           

Vemos la materia normal (bariónica) como estrellas muy brillantes, gas brillante y nubes de polvo. Pero la materia oscura es muy evasiva, no emite ni absorbe o refleja la luz y sólo puede observarse a través de sus efectos gravitatorios. La presencia de materia oscura puede explicar por qué las partes externas de las galaxias espirales cercanas giran más rápidamente de lo que cabría esperar si sólo estuviera presente la materia normal que podemos ver directamente.

Comparison of rotating disc galaxies in the distant Universe and the present day
Representación esquemática de las galaxias de discos giratorios en el Universo lejano y en la actualidad. Las observaciones con el Very Large Telescope de ESO sugieren que tales galaxias de discos de formación estelar masiva en el Universo temprano estaban menos influenciadas por la materia oscura. Como resultado, las partes externas de galaxias distantes giran más lentamente que regiones comparables de galaxias en el Universo local. Sus curvas de rotación, en lugar de ser plana, caen con el aumento de radio. Crédito: ESO

“Sorprendentemente, las velocidades de rotación no son constantes, sino que disminuyen aún más en las galaxias”, comenta Reinhard Genzel, autor principal del documento en Nature. “Hay probablemente dos causas para esto: En primer lugar, la mayoría de estas primeras galaxias masivas están fuertemente dominadas por la materia normal, con la materia oscura desempeñando un papel mucho más pequeño que en el Universo Local. En segundo lugar, estos primeros discos fueron mucho más turbulentos que las galaxias espiral que vemos en nuestro vecindario cósmico”.

Ahora, un equipo internacional de astrónomos liderado por Reinhard Genzel en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre de Garching, Alemania, ha utilizado los instrumentos KMOS y SINFONI en el Very Large Telescope de ESO en Chile para medir la rotación de seis galaxias masivas del universo distante, en el pico de formación de galaxias hace 10 mil millones de años.

Comparison of rotating disc galaxies in the distant Universe and the present day
Representación esquemática de las galaxias de discos giratorios en el Universo primitivo (derecha) y en el actual (izquierda). Las observaciones con el Very Large Telescope de ESO sugieren que tales galaxias de disco de formación estelar masiva en el Universo temprano estaban menos influenciadas por la materia oscura (mostrada en rojo), ya que estaba menos concentrada. Como resultado, las partes externas de galaxias distantes giran más lentamente que regiones comparables de galaxias en el Universo local. Crédito: ESO / L. Calçada

Lo que encontraron fue intrigante: a diferencia de las galaxias espirales en el universo moderno, las regiones externas de estas galaxias distantes parecen girar más lentamente que las regiones más cercanas al núcleo, lo que sugiere que hay menos materia oscura presente de lo esperado.

Ambos efectos parecen ser más marcados cuando los astrónomos miran más y más atrás en el tiempo, hacia el universo más pimitivo. Esto sugiere que entre 3 y 4.000 millones de años después del Big Bang, el gas en las galaxias ya se había condensado eficientemente en discos planos giratorios, mientras que los halos de materia oscura que los rodeaban eran mucho más grandes y más dispersos. Al parecer necesita miles de millones de años más para que la materia oscura se condense también, por lo que su efecto dominante sólo se ve en las velocidades de rotación de los discos galácticos actuales. Esta explicación es consistente con las observaciones que muestran que las primeras galaxias eran mucho más ricas en gas y compactas que las galaxias actuales.

Las seis galaxias cartografiadas en este estudio se encontraban entre una muestra más grande de un centenar de distantes discos de formación estelar fotografiados con los instrumentos KMOS y SINFONI en el Very Large Telescope de ESO en el Observatorio Paranal en Chile. Además de las mediciones de galaxias individuales descritas anteriormente, se creó una curva de rotación de promedio combinando las señales débiles de las otras galaxias. Esta curva compuesta también mostró la misma tendencia de velocidad decreciente lejos de los centros de las galaxias. Además, dos estudios adicionales de discos de formación de 240 estrellas también apoyan estos hallazgos.

El modelado detallado muestra que mientras que la materia normal típicamente representa aproximadamente la mitad de la masa total de todas las galaxias en promedio, domina completamente la dinámica de las galaxias en los desplazamientos al rojo más altos.

Esta investigación fue presentada en el artículo titulado “Strongly baryon-dominated disk galaxies at the peak of galaxy formation ten billion years ago”, por R. Genzel et al.En la revista Nature.

Imagen de portada:

Imagen compuesta del cúmulo de galaxias CL0024+17 tomada por el telescopio espacial Hubble muestra la creación de un efecto de lente gravitacional. Se supone que este efecto se debe, en gran parte, a la interacción gravitatoria con la materia oscura.

 

Fuentes:

http://www.eso.org/public/news/eso1709/

Un comentario sobre “La materia oscura es menos influyente en las galaxias del universo primitivo

  • el enero 21, 2018 a las 9:16 pm
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    La expansión del universo explicada brevemente y de forma alternativa.
    a) La masa se mueve como un nudo corredizo en el éter global –red tridimensional de filamentos elásticos.
    b) La energía electromagnética es torsión en la red –onda trasversal.
    c) Cuando hay suficiente energía de torsión se crea masa dentro de una retícula, y el éter global se comprime. Las retículas evitan que los nudos se deshagan.
    d) Cuando las estrellas pierden masa, están expandiendo el éter global.
    e) La expansión no mueve mucho a las otras estrellas porque la interacción tiene la relación cuadrática v ^ 2 / c ^ 2 – similar a la energía cinética pero el efecto opuesto- por lo que parece que la expansión se genera en todas partes.
    f) La Física Global no fue diseñada para explicar la expansión del universo, pero lo hace y la materia oscura ya no es necesaria.
    https://molwick.com/es/astrofisica/145-materia-oscura.html#rotacion

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