Descubren una galaxia fantasma compuesta de materia oscura

Un equipo de astrónomos que trabaja con el Telescopio Espacial Hubble identificó un nuevo tipo de objeto cósmico, conocido como Cloud-9. Esta nube, rica en gas y dominada por materia oscura, no contiene estrellas. Los científicos la consideran un vestigio de las primeras etapas de la formación de galaxias. Cloud-9 representa el primer ejemplo confirmado de este tipo de objeto en el universo.

El investigador principal del programa, Alejandro Benitez-Llambay de la Universidad Milano-Bicocca en Italia, comentó: "Esta es la historia de una galaxia fallida. En ciencia, a menudo aprendemos más de los fracasos que de los éxitos. En este caso, el hecho de no ver estrellas es lo que valida la teoría. Nos dice que hemos encontrado en el universo local un bloque de construcción primordial de una galaxia que no se ha formado".

Una Mirada Rara al Universo Oscuro

El miembro del equipo Andrew Fox de AURA/STScI para la Agencia Espacial Europea explicó: "Esta nube es una ventana al universo oscuro. Sabemos por teoría que la mayor parte de la masa en el universo se espera que sea materia oscura, pero es difícil detectar este material oscuro porque no emite luz. Cloud-9 nos brinda una rara mirada a una nube dominada por materia oscura".

Cloud-9 pertenece a una categoría conocida como Nubes H I Limitadas por Reionización, o RELHICs. El término "H I" se refiere al hidrógeno neutro, mientras que "RELHIC" describe una nube de hidrógeno formada en el universo temprano que nunca progresó para formar estrellas. Los científicos habían predicho la existencia de tales objetos durante años, pero la confirmación directa había sido esquiva. Solo después de observar Cloud-9 con Hubble, los investigadores pudieron verificar que realmente no contiene estrellas.

Descartando una Galaxia Enana Oculta

El autor principal Gagandeep Anand del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, EE. UU., explicó: "Antes de usar Hubble, se podría argumentar que esto es una galaxia enana tenue que no podíamos ver con telescopios terrestres. Simplemente no tenían suficiente sensibilidad para descubrir estrellas. Pero con la Cámara Avanzada para Encuestas de Hubble, pudimos confirmar que no hay nada allí".

El descubrimiento sorprendió a los investigadores. Rachael Beaton de STScI, quien también forma parte del equipo de investigación, mencionó: "Entre nuestros vecinos galácticos, podría haber algunas casas abandonadas".

Se cree que los RELHICs son estructuras de materia oscura que nunca reunieron suficiente gas para desencadenar la formación de estrellas. Debido a esto, preservan condiciones del universo temprano. Cloud-9 sugiere la probable existencia de muchos otros objetos pequeños dominados por materia oscura, a menudo descritos como galaxias fallidas. Estudiarlos ofrece nuevas perspectivas sobre partes del universo que permanecen difíciles de observar, ya que la mayoría de los telescopios se enfocan en estrellas y galaxias brillantes.

Midiendo un Gigante Invisible

Las nubes de hidrógeno cerca de la Vía Láctea han sido estudiadas durante décadas, pero la mayoría son mucho más grandes y más irregulares en forma que Cloud-9. En contraste, Cloud-9 es más pequeña, densa y casi esférica, lo que le da una apariencia distintiva en comparación con otras nubes de gas conocidas.

En su centro, Cloud-9 contiene hidrógeno neutro que se extiende aproximadamente 4900 años luz. La masa del gas por sí sola es aproximadamente 1 millón de veces la del Sol. Si la presión del gas está equilibrada por la atracción gravitacional de la materia oscura circundante, entonces la materia oscura debe representar la mayor parte de la masa del objeto. Basado en este equilibrio, se estima que Cloud-9 contiene aproximadamente 5 mil millones de masas solares.

Por Qué Importan los Objetos Sin Estrellas

Cloud-9 destaca cuánto del universo existe más allá de las estrellas. Observar solo la luz estelar no revela el cuadro completo. Al examinar el gas y la materia oscura juntos, los científicos pueden comprender mejor sistemas que de otro modo permanecerían ocultos.

Encontrar galaxias fallidas como Cloud-9 es difícil porque los objetos brillantes cercanos a menudo sobrepasan sus señales tenues. Estos sistemas también son sensibles a efectos ambientales como el despojo por presión de ram, que puede eliminar gas a medida que se mueven a través del espacio intergaláctico. Estos desafíos ayudan a explicar por qué tales objetos parecen ser raros.

Descubrimiento a Través de Telescopios de Radio

Cloud-9 fue detectada por primera vez hace tres años durante una encuesta de radio realizada con el Telescopio Esférico de Apertura de Quinientos Metros (FAST) en Guizhou, China. El descubrimiento fue confirmado más tarde utilizando el Telescopio de Green Bank y el Very Large Array en los Estados Unidos. El nombre "Cloud-9" no tiene significado cultural en China y fue asignado simplemente porque era la novena nube de gas identificada cerca de las regiones exteriores de la galaxia espiral Messier 94 (M94).

La nube se encuentra cerca de M94 y parece estar físicamente conectada a la galaxia. Observaciones de radio de alta resolución revelan ligeras distorsiones en el gas, que pueden ser evidencia de interacción entre Cloud-9 y su vecino más grande.

Una Galaxia Que Podría Formarse

Si Cloud-9 eventualmente se convertirá en una galaxia depende de si gana masa adicional. Si hubiera sido mucho más grande, la gravedad habría causado que colapsara y formara estrellas hace mucho tiempo. Si hubiera sido mucho más pequeña, su gas podría haberse dispersado y se habría ionizado, dejando poco detrás. En cambio, existe en un rango estrecho que le permite persistir como un RELHIC.

Este descubrimiento avanza la comprensión de cómo se forman las galaxias, cómo evolucionó el universo temprano y cómo se comporta la materia oscura. Debido a que Cloud-9 no contiene estrellas, permite a los científicos estudiar las propiedades de las nubes de materia oscura sin la interferencia de la luz estelar. A medida que las encuestas futuras mejoren, los investigadores esperan descubrir más de estos raros relictos, ofreciendo una visión más profunda de la estructura oculta del universo y la física de la materia oscura.