El espacio alrededor de la Vía Láctea y Andrómeda es más complejo de lo pensado

La distribución de la masa en el entorno del Grupo Local —la región del universo que incluye a la Vía Láctea, Andrómeda y decenas de galaxias pequeñas— no es esférica, como se asumía en muchos modelos, sino que se organiza en una estructura plana que se extiende hasta unos 10 megapársecs. Así lo concluye un estudio publicado en la revista Nature Astronomy.

El Grupo Local está dominado por materia oscura, un componente invisible cuya presencia solo puede inferirse por sus efectos gravitacionales. Durante décadas, los astrónomos han intentado explicar por qué las galaxias cercanas al Grupo Local se alejan con una velocidad menor a la prevista por la expansión del universo, un fenómeno conocido como flujo de Hubble silencioso. Los modelos tradicionales requerían asumir que había muy poca masa más allá de las dos galaxias principales, un escenario considerado poco realista.

En el nuevo trabajo, los investigadores utilizaron simulaciones cosmológicas dentro del modelo estándar ΛCDM, pero con condiciones iniciales ajustadas para reproducir las propiedades observadas de la Vía Láctea y Andrómeda, así como las velocidades de 31 galaxias cercanas situadas hasta a 4 megapársecs. A partir de estas simulaciones, generaron 169 realizaciones detalladas del entorno del Grupo Local.

Los resultados muestran que las observaciones son compatibles con el modelo cosmológico estándar, pero solo si la masa que rodea al Grupo Local está fuertemente concentrada en un plano. En esta configuración, la densidad superficial de masa aumenta al alejarse del centro del Grupo Local, mientras que por encima y por debajo del plano existen grandes vacíos.

Esta geometría tiene consecuencias directas sobre el movimiento de las galaxias cercanas. En una distribución esférica, la fuerza gravitacional depende únicamente de la masa encerrada dentro de una determinada distancia. En cambio, en una estructura plana, la masa situada a grandes distancias, pero cerca del plano, ejerce una atracción adicional que reduce la velocidad de caída de las galaxias hacia el Grupo Local o, visto de otra forma, incrementa sus velocidades de alejamiento. Esto permite explicar el flujo de Hubble silencioso sin necesidad de eliminar masa del entorno.

El estudio también muestra que este flujo no es uniforme en todas las direcciones. Por el contrario, es altamente anisotrópico, una característica que había pasado desapercibida debido a la escasez de galaxias observadas fuera del plano principal de la estructura.

Según los autores, la distribución plana de masa inferida dinámicamente coincide con estructuras ya conocidas en la distribución de galaxias cercanas. De este modo, el trabajo logra reconciliar las estimaciones dinámicas de la masa del Grupo Local con el campo de velocidades observado en su entorno.