Observaciones con el telescopio espacial Hubble durante 18 años permitieron rastrear la materia oscura en la galaxia enana Draco, ubicada a 250.000 años luz de la Tierra, mediante movimientos estelares.
La naturaleza y el comportamiento de la materia oscura, el “pegamento” invisible del universo, permanecen en misterio. Las galaxias están formadas mayoritariamente por esta materia, pero entender su distribución dentro de una galaxia ofrece pistas sobre su composición y relevancia en la evolución galáctica.
Aunque las simulaciones por ordenador sugieren que la materia oscura debería acumularse en el centro de una galaxia, llamado cúspide de densidad, muchas observaciones previas indican que, en cambio, está más uniformemente dispersa. Esta discrepancia entre modelo y observación sigue desconcertando a los astrónomos.
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“Nuestros modelos tienden a concordar más con una estructura tipo cúspide, que se alinea con los modelos cosmológicos”, afirmó Eduardo Vitral, del Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore y autor principal del nuevo estudio. “No podemos asegurar que todas las galaxias contienen una distribución tipo cúspide, pero es emocionante tener datos tan precisos”.
Para aprender sobre la materia oscura en una galaxia, los científicos observan las estrellas y sus movimientos, dominados por la atracción de la materia oscura. Un enfoque común es medir la velocidad mediante el Efecto Doppler, que detecta cambios en la longitud de onda de la luz si una estrella se acerca o aleja de la Tierra. Sin embargo, esta fuente unidimensional de información es limitada.
Las estrellas también se mueven a través del cielo, medido como su movimiento propio. Combinando la velocidad de la línea de visión con los movimientos propios, el equipo realizó un análisis sin precedentes de los movimientos tridimensionales de las estrellas.
“Las mejoras en los datos y en el modelado suelen ir de la mano”, explicó Roeland van der Marel, coautor del estudio que comenzó hace más de 10 años. “Cuanto más dimensiones y complejidad de los datos se recopilen, más complejos deben ser los modelos”.
El equipo se centró en la galaxia enana Draco, conocida por su alta proporción de materia oscura. “Cuando se miden los movimientos propios, se anota la posición de una estrella en una época y luego, muchos años después, se mide la posición de esa misma estrella. Cuanto más se espera, mejor se puede medir el desplazamiento de las estrellas”, explicó Sangmo Tony Sohn, del STScI.
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El equipo analizó datos desde 2004 hasta 2022, con la precisión del Hubble, logrando una precisión equivalente a medir un desplazamiento anual menor al ancho de una pelota de golf vista desde la Luna. Con tres dimensiones de datos, el equipo redujo las suposiciones aplicadas en estudios anteriores y consideró características específicas de la galaxia.
Las metodologías desarrolladas para Draco pueden aplicarse a otras galaxias en el futuro. El equipo ya analiza las observaciones del Hubble de las galaxias enanas Escultor y Osa Menor. El estudio de la materia oscura requiere observar diferentes entornos galácticos y colaborar entre misiones de telescopios espaciales. El próximo telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA ayudará a revelar nuevos detalles sobre la materia oscura gracias a su capacidad para estudiar grandes áreas del cielo.
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