Crédito de la imagen: U de Chicago
Los astrofísicos dirigidos por Andrey Kravtsov de la Universidad de Chicago han resuelto una vergonzosa contradicción entre una teoría favorecida de cómo se forman las galaxias y lo que los astrónomos ven en sus telescopios.
Los astrofísicos basan su comprensión de cómo se forman las galaxias en una extensión de la teoría del Big Bang llamada teoría de la materia oscura fría. En esta última teoría, las pequeñas galaxias chocan y se fusionan, lo que induce explosiones de formación estelar que crean los diferentes tipos de galaxias masivas y brillantes que los astrónomos ven hoy en el cielo. (La materia oscura toma su nombre de la idea de que el 85 por ciento de la masa total del universo está hecha de materia desconocida que es invisible para los telescopios, pero cuyos efectos gravitacionales se pueden medir en galaxias luminosas).
Esta teoría se ajusta a algunos datos clave que los astrofísicos han recopilado en los últimos años. Desafortunadamente, cuando los astrofísicos realizaron simulaciones de supercomputadora hace varios años, terminaron con 10 veces más satélites de materia oscura (grupos de materia oscura que orbitan una gran galaxia) de lo que esperaban.
? El problema ha sido que las simulaciones no coinciden con las observaciones de las propiedades de la galaxia? dijo David Spergel, profesor de astrofísica en la Universidad de Princeton. "Lo que representa el trabajo de Andrey es una solución muy plausible para este problema".
Kravtsov y sus colaboradores encontraron la solución potencial en las nuevas simulaciones de supercomputadoras que describirán en un artículo que aparecerá en la edición del 10 de julio del Astrophysical Journal. ? La solución al problema probablemente esté en la forma en que evolucionan las galaxias enanas? Kravtsov dijo, refiriéndose a las pequeñas galaxias que habitan en las franjas de las grandes galaxias.
En general, los astrofísicos creen que se debe suprimir la formación de galaxias enanas muy pequeñas. Esto se debe a que la primera generación de estrellas supernovas en explosión puede calentar y expulsar el gas requerido para la formación continua de estrellas. Además, la radiación ultravioleta de las galaxias y los cuásares que comenzaron a llenar el universo hace aproximadamente 12 mil millones de años calienta el gas intergaláctico, cerrando el suministro de gas fresco a las galaxias enanas.
En las simulaciones, Kravtsov, junto con Oleg Gnedin del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial y Anatoly Klypin de la Universidad Estatal de Nuevo México, descubrieron que algunas de las galaxias enanas que hoy son pequeñas han sido más masivas en el pasado y podrían recolectar gravitacionalmente el gas que necesita formar estrellas y convertirse en una galaxia.
? Los sistemas que parecen bastante débiles y anémicos hoy en día podrían, en sus días de gloria, formar estrellas durante un período relativamente breve? Kravtsov dijo. "Después de un período de rápido crecimiento de masa, perdieron la mayor parte de su masa cuando experimentaron fuertes fuerzas de marea de su galaxia anfitriona y otras galaxias que los rodean".
Este galáctico? Canibalismo? persiste incluso hoy, con muchos de los "canibalizados"? Las galaxias enanas se convierten en satélites que orbitan en la atracción gravitacional de galaxias más grandes.
? Al igual que los planetas del sistema solar que rodean al sol, nuestra galaxia, la Vía Láctea y su vecino más cercano, la galaxia de Andrómeda, están rodeados por una docena de enanos débiles? galaxias? Kravtsov dijo. ? Estos objetos fueron atraídos por la atracción gravitacional de la Vía Láctea y Andrómeda hace algún tiempo durante su evolución?
Las simulaciones habían tenido éxito donde otros habían fallado porque el equipo de Kravtsov analizó simulaciones que estaban muy espaciadas en el tiempo a alta resolución. Esto permitió al equipo seguir la evolución de los objetos individuales en las simulaciones. ? Esto es bastante difícil y no se hace a menudo en análisis de simulaciones cosmológicas. ¿Pero en este caso fue la clave para reconocer lo que estaba sucediendo y obtener el resultado? Kravtsov dijo.
El resultado coloca el escenario de la materia oscura fría en un terreno más sólido. Los científicos habían intentado modificar los principios principales del escenario y las propiedades de las partículas de materia oscura para eliminar la deslumbrante discrepancia entre la teoría y la observación de galaxias enanas. ? Resulta que las modificaciones propuestas introdujeron más problemas de los que resolvieron? Kravtsov dijo.
Las simulaciones se realizaron en el Centro Nacional para Aplicaciones de Supercomputadoras, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, con subvenciones otorgadas por la Fundación Nacional de Ciencias y la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio.
Fuente original: Comunicado de prensa de la Universidad de Chicago
