Nuevos datos del Hubble explican la materia oscura que falta en la galaxia NGC 1052-DF4

Los nuevos datos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA proporcionan más evidencia de la interrupción de las mareas en la galaxia NGC 1052-DF4. Este resultado explica un hallazgo previo de que a esta galaxia le falta la mayor parte de su materia oscura.


Esta imagen muestra el cielo alrededor de las galaxias ultra difusas NGC 1052-DF4 y NGC 1052-DF2. Fue creado a partir de imágenes que forman parte del Digitized Sky Survey 2. NGC 1052-DF2 es básicamente invisible en esta imagen. Crédito: ESA / Hubble, NASA, Digitized Sky Survey 2. Reconocimiento: Davide de Martin

Los nuevos datos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA proporcionan más evidencia de la interrupción de mareas en la galaxia NGC 1052-DF4. Este resultado explica un hallazgo previo de que a esta galaxia le falta la mayor parte de su materia oscura. Al estudiar la distribución de los cúmulos globulares y de luz de la galaxia, los astrónomos han concluido que las fuerzas de gravedad de la galaxia vecina NGC 1035 despojaron la materia oscura de NGC 1052-DF4 y ahora están destrozando la galaxia.


En 2018, un equipo internacional de investigadores que utilizó el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA y varios otros observatorios descubrió, por primera vez, una galaxia en nuestro vecindario cósmico a la que le falta la mayor parte de su materia oscura. El descubrimiento de la galaxia NGC 1052-DF2 fue una sorpresa para los astrónomos, ya que se sabe que la materia oscura (DM) es un componente clave en los modelos actuales de formación y evolución de galaxias. De hecho, sin la presencia de DM, el gas primordial carecería de suficiente fuerza de gravedad para comenzar a colapsar y formar nuevas galaxias. Un año después, se descubrió otra galaxia que no tiene materia oscura, NGC 1052-DF4, lo que provocó intensos debates entre los astrónomos sobre la naturaleza de estos objetos.


Ahora, se han utilizado nuevos datos del Hubble para explicar la razón de la falta de materia oscura en NGC 1052-DF4, que reside a 45 millones de años luz de distancia. Mireia Montes de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia dirigió un equipo internacional de astrónomos para estudiar la galaxia utilizando imágenes ópticas profundas. Descubrieron que la materia oscura que falta se puede explicar por los efectos de la interrupción de las mareas. Las fuerzas de gravedad de la vecina galaxia masiva NGC 1035 están destrozando a NGC 1052-DF4. Durante este proceso, se elimina la materia oscura, mientras que las estrellas sienten los efectos de la interacción con otra galaxia en una etapa posterior.


Hasta ahora, la eliminación de materia oscura de esta manera ha permanecido oculta a los astrónomos, ya que solo se puede observar utilizando imágenes extremadamente profundas que pueden revelar características extremadamente débiles. "Usamos Hubble de dos formas para descubrir que NGC 1052-DF4 está experimentando una interacción", explicó Montes. "Esto incluye estudiar la luz de la galaxia y la distribución de cúmulos globulares de la galaxia".


Gracias a la alta resolución del Hubble, los astrónomos pudieron identificar la población de cúmulos globulares de la galaxia. El telescopio Gran Telescopio Canarias (GTC) de 10,4 metros y el telescopio IAC80 en Canarias, España, también se utilizaron para complementar las observaciones del Hubble mediante el estudio adicional de los datos.


Esta imagen presenta la región alrededor de la galaxia NGC 1052-DF4, tomada por el telescopio IAC80 en el Observatorio del Teide en Tenerife. La figura destaca las galaxias principales en el campo de visión, incluida NGC 1052-DF4 (centro de la imagen) y su vecina NGC 1035 (centro izquierda). Crédito: M. Montes y col.

"No basta con dedicar mucho tiempo a observar el objeto, sino que es vital un tratamiento cuidadoso de los datos", explicó el miembro del equipo Raúl Infante-Sainz del Instituto de Astrofísica de Canarias en España. "Por lo tanto, era importante que usáramos no solo un telescopio/instrumento, sino varios (tanto terrestres como espaciales) para realizar esta investigación. Con la alta resolución del Hubble, podemos identificar los cúmulos globulares y luego con la fotometría GTC obtenemos las propiedades físicas".


Se cree que los cúmulos globulares se crean en los episodios de intensa formación estelar que dieron forma a las galaxias. Su tamaño compacto y luminosidad los hacen fácilmente observables y, por lo tanto, son buenos trazadores de las propiedades de su galaxia anfitriona. De esta manera, al estudiar y caracterizar la distribución espacial de los cúmulos en NGC 1052-DF4, los astrónomos pueden desarrollar una idea del estado actual de la propia galaxia. La alineación de estos cúmulos sugiere que están siendo "despojados" de su galaxia anfitriona, y esto apoya la conclusión de que se está produciendo una interrupción de mareas.


Al estudiar la luz de la galaxia, los astrónomos también encontraron evidencia de colas de marea, que están formadas por material que se aleja de NGC1052-DF4; esto respalda aún más la conclusión de que se trata de un evento disruptivo. Un análisis adicional concluyó que las partes centrales de la galaxia permanecen intactas y solo ∼ 7% de la masa estelar de la galaxia está alojada en estas colas de marea. Esto significa que la materia oscura, que está menos concentrada que las estrellas, fue previamente y preferentemente despojada de la galaxia, y ahora el componente estelar externo también está comenzando a ser despojado.


"Este resultado es un buen indicador de que, si bien la materia oscura de la galaxia se evaporó del sistema, las estrellas recién ahora están comenzando a sufrir el mecanismo de disrupción", explicó el miembro del equipo Ignacio Trujillo del Instituto de Astrofísica de Canarias en España. "Con el tiempo, NGC1052-DF4 será canibalizado por el gran sistema alrededor de NGC1035, con al menos algunas de sus estrellas flotando libremente en el espacio profundo".


El descubrimiento de evidencia para apoyar el mecanismo de la interrupción de las mareas como explicación de la materia oscura que falta en la galaxia no solo ha resuelto un enigma astronómico, sino que también ha traído un suspiro de alivio a los astrónomos. Sin él, los científicos se verían obligados a revisar nuestra comprensión de las leyes de la gravedad.


"Este descubrimiento reconcilia el conocimiento existente de cómo se forman y evolucionan las galaxias con el modelo cosmológico más favorable", añadió Montes.




 

Más información: The galaxy "missing dark matter" NGC1052-DF4 is undergoing tidal disruption arXiv:2010.09719 [astro-ph.GA] arxiv.org/abs/2010.09719

 

Nota original: ESA/Hubble Information Centre

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