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Por qué el universo tiene menos galaxias enanas de las que debería

La teoría astronómica predice la existencia de miles de galaxias enanas, pero las observaciones sólo alcanzan a visualizar unas decenas. Científicos del IATE-UNC, junto a colegas de Alemania, Israel, Canadá y España, propusieron una innovadora explicación para esta paradoja, uno de los mayores problemas de la astronomía actual. [06.12.2012]

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Por qué el universo tiene menos galaxias enanas de las que debería

Formación estelar en la galaxia enana NGC 1569 / NASA

Matías se asoma por la ventana y observa. Gira y dispara la pregunta: “¿Y el sol?”. “Se fue a dormir”, contesta su mamá pensando una explicación que satisfaga la curiosidad de sus tres años. “Hizo noche”, dice a medio camino entre la afirmación y la pregunta, y vuelve a interrogar mirando al cielo: “¿Y la luna? En estas frases, el pequeño parece resumir –con su simpleza infantil– las inquietudes que, desde el hombre más primitivo a nuestros días, motivaron a la humanidad a observar el cielo en busca de respuestas a múltiples interrogantes.

Esa búsqueda continúa y adquiere características cada vez más complejas, a medida que los astrónomos van encontrando algunas explicaciones. Uno de los problemas actuales que intenta resolver la Astronomía y que lleva más de una década sin solución, radica en que los modelos teóricos predicen la existencia de miles de galaxias enanas en el universo, pero las observaciones astronómicas sólo visualizan algunas decenas. Esta contradicción quedó establecida en 1999 como el "problema de las galaxias faltantes".

Alejandro Benítez-Llambay y Mario Abadi, científicos del Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (UNC-Conicet) y el Observatorio Astronómico de Córdoba (UNC), junto a colegas de Alemania, Israel, Canadá y España, propusieron una innovadora explicación.

En pocas palabras, los astrónomos plantean que durante su desarrollo, estas galaxias enanas atravesaron zonas de alta densidad de polvo y gas en el universo, en ese proceso perdieron el gas que necesitaban para formar estrellas, y eso detuvo su crecimiento. ¿Cómo perdieron su gas? “Por la fricción que se da entre dos medios gaseosos que se mueven uno a través del otro”, explica Benítez-Llambay.

Galaxias en la mira

Por definición, las galaxias poseen mil millones de estrellas aproximadamente. Las "enanas", en cambio, apenas cuentan entre diez y cien millones de astros en su interior. El trabajo de los científicos argentinos se enfocó sobre estas últimas, particularmente aquellas que se encuentran desparramadas en el universo y sin relación gravitacional con la Vía Láctea.

El estudio implicó fabricar un universo virtual. En una supercomputadora ubicada en España, se simuló la evolución de un sector del universo, desde el Big Bang hasta la actualidad, algo así como 13.700 millones de años. El software que debió resolver las ecuaciones trabajó varios meses. La idea fue "comprimir" toda la vida del universo y poder mirarla bajo el formato de animación.

Ello les permitió observar que si bien el universo surgió de un punto inicial donde la distribución de la materia era homogénea, con el tiempo comenzaron a aparecer pequeñas irregularidades o “grumos”, donde la fuerza de gravitación (atracción) fue mayor que la de expansión. Estas singularidades fueron aislándose y tornándose más densas. Así fueron formándose las estrellas y luego las galaxias.

El dato es que las galaxias se fueron formando en una región privilegiada, de alta densidad. Algunas de ellas, aisladas y todavía en fases embrionarias, atravesaron esa zona de alta concentración de polvo y gas, y “la fricción generó un efecto túnel de viento que le sopló todo el gas”, explica Mario Abadi.

"Si se observa en detalle (la simulación), se ven las galaxias y una especie de colas, como los cometas. Dejaron una estela. Pasaron de largo por esta zona de alta densidad y todo su material les fue robado. A largo plazo, la consecuencia es que estas galaxias quedaron despojadas de todo el gas, el combustible necesario para crear estrellas. No se pudieron formar los astros y quedó lo que llamo 'galaxias frustadas', porque nunca llegaron a convertirse en tales", agrega.

Esto explicaría por qué teóricamente se espera la existencia de cierto número de galaxias y en realidad sólo se ven unas pocas.

Hasta el presente, la hipótesis de los científicos del IATE no había sido explorada. "Se había pensado en fenómenos similares, pero en regiones del universo con una densidad muchísimo más elevada, en los cúmulos de galaxias, donde existen miles de galaxias que interactúan entre sí y están en constante movimiento", aclara Abadi. De hecho, él junto a colegas de Inglaterra fueron uno de los equipos que había estudiado este fenómeno en los cúmulos de galaxias.
 

Datos del Estudio

Título: “Galaxias enanas y la red cósmica”

Equipo científico: Alejandro Benítez-Llambay y Mario Abadi del Instituto de Astronomía Teórica y Experimental y el Observatorio Astronómico de Córdoba de la Universidad Nacional de Córdoba; Julio F. Navarro del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Victoria (Canadá); Stefan Gottlöber y Matthias Steinmetz del Instituto Leibniz de Astrofísica (Alemania), Gustavo Yepes del Departamento de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid (España); y Yehuda Hoffman del Instituto de Física Racah de la Universidad Hebrea de Jerusalem.

galaxias frustradas | Por mario G. Abadi

Mario AbadiA veces espirales, otras elípticas, pero siempre majestuosas, las galaxias son sistemas monstruosos formados por miles de millones de estrellas, gas y polvo. Conocidas también como universos islas, su condición monstruosa no proviene, precisamente, por ser contrarias al orden de la naturaleza, sino por sus tamaños inmensos y su cualidad de objetos extraordinarios.

Nuestra galaxia, la Vía Láctea, es sólo una de las cientos de miles de millones de galaxias que pueblan el universo y nuestro Sol, es una de las innumerables estrellas que la habitan. Está rodeada de una veintena de galaxias mucho más pequeñas que la orbitan de manera análoga a como la Luna orbita alrededor de la Tierra. De tamaños considerablemente más pequeños, estas galaxias se denominan galaxias enanas, o también galaxias satélites ya que orbitan alrededor de una galaxia principal.

Al igual que muchas de las poesías de Edgar Alan Poe, las galaxias, están rodeadas de un halo de misterio. Literalmente. A partir de la década de 1970, los astrónomos comenzaron a acumular evidencia observacional de que las galaxias están rodeadas de enormes cantidades de un extraño material no luminoso, conocido en la jerga científica como materia oscura.
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 Por Mariana Mendoza | mmendoza@comunicacion.unc.edu.ar

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