Nueva definición para las galaxias enanas en torno a la Vía Láctea

La mayoría de las galaxias enanas de la Vía Láctea no serían en realidad satélites de ésta sino que están en trance de ser finalmente destruidas tras su entrada en el halo galáctico.

Gracias al último catálogo del satélite Gaia de la ESA, un equipo internacional ha demostrado que las galaxias enanas podrían estar fuera de equilibrio.

Publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, el estudio abre importantes preguntas sobre el modelo cosmológico estándar, en particular sobre la prevalencia de la materia oscura en nuestro entorno más cercano.

Durante mucho tiempo se ha asumido que las galaxias enanas alrededor de la Vía Láctea son satélites antiguos que orbitan nuestra galaxia durante casi 10.000 millones de años. Esto requirió que contuvieran enormes cantidades de materia oscura para protegerlos de los enormes efectos de marea debidos a la atracción gravitacional de nuestra galaxia. Se suponía que la materia oscura causaba las grandes diferencias observadas en las velocidades de las estrellas dentro de estas galaxias enanas.

Los últimos datos de Gaia han revelado una visión completamente diferente de las propiedades de las galaxias enanas. Astrónomos del Observatorio de París (PSL), el Centro Nacional francés de la Investigación Científica (CNRS) y el Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP) lograron datar la historia de la Vía Láctea, gracias a la relación que conecta la energía orbital de un objeto a su época de entrada en el halo, el momento en que fueron capturados por primera vez por el campo gravitacional de la Vía Láctea: los objetos que llegaron temprano, cuando la Vía Láctea era menos masiva, tienen energías orbitales más bajas que los recién llegados, informa en un comunicado el AIP.

Las energías orbitales de la mayoría de las galaxias enanas son sorprendentemente sustancialmente mayores que las de la galaxia enana de Sagitario que entró en el halo hace entre 5.000 y 6.000 millones de años. Esto implica que la mayoría de las galaxias enanas llegaron mucho más recientemente, hace menos de 3.000 millones de años.

Una llegada tan reciente implica que las enanas cercanas provienen de fuera del halo, donde se observa que casi todas las galaxias enanas contienen enormes reservas de gas neutro. Las galaxias ricas en gas perdieron su gas cuando chocaron con el gas caliente del halo galáctico. La violencia de los choques y las turbulencias en el proceso cambiaron por completo las galaxias enanas.

Mientras que las galaxias enanas anteriormente ricas en gas estaban dominadas por la rotación del gas y las estrellas, cuando se transforman en sistemas libres de gas, su gravedad se equilibra con los movimientos aleatorios de las estrellas restantes.

Las galaxias enanas pierden su gas en un proceso tan violento que las desequilibra, lo que significa que la velocidad a la que se mueven sus estrellas ya no está en equilibrio con su aceleración gravitacional. Los efectos combinados de la pérdida de gas y los choques gravitacionales debidos a la inmersión en la galaxia explican muy bien las velocidades generalizadas de las estrellas dentro del remanente de galaxia enana.

Una de las curiosidades de este estudio es el papel de la materia oscura. En primer lugar, la ausencia de equilibrio impide cualquier estimación de la masa dinámica de las enanas de la Vía Láctea y su contenido de materia oscura.

En segundo lugar, mientras que en el escenario anterior la materia oscura protegía la supuesta estabilidad de las galaxias enanas, invocar la materia oscura resulta bastante incómodo para objetos fuera de equilibrio. De hecho, si la enana ya hubiera contenido mucha materia oscura, habría estabilizado su disco de estrellas giratorio inicial, evitando la transformación de la enana en una galaxia con movimientos estelares aleatorios como se observa.

La reciente llegada descrita de galaxias enanas y sus transformaciones en el halo explican bien muchas de las propiedades observadas de estos objetos, en particular, por qué tienen estrellas a grandes distancias de su centro. Sus propiedades parecen compatibles con la ausencia de materia oscura, contrariamente a la comprensión anterior de que las galaxias enanas eran los objetos más dominados por la materia oscura.

Ahora, según los investigadores, surgen muchas preguntas, como por ejemplo: ¿Dónde están las numerosas galaxias enanas dominadas por materia oscura que el modelo cosmológico estándar espera alrededor de la Vía Láctea? ¿Cómo podemos inferir el contenido de materia oscura de una galaxia enana si no se puede suponer el equilibrio? ¿Qué otras observaciones podrían discriminar entre las galaxias enanas fuera de equilibrio propuestas y la imagen clásica con enanas dominadas por materia oscura?