El «contrapeso» de la materia oscura está ralentizando el giro de la barra galáctica de la Vía Láctea

_{Concepción artística de la Vía Láctea. Crédito: Pablo Carlos Budassi}

El giro de la barra galáctica de la Vía Láctea, que está formada por miles de millones de estrellas agrupadas, se ha ralentizado en aproximadamente una cuarta parte desde su formación, según un nuevo estudio realizado por investigadores del University College London y la Universidad de Oxford.

Durante 30 años, los astrofísicos han predicho tal desaceleración, pero esta es la primera vez que se mide.

Los investigadores dicen que brinda un nuevo tipo de información sobre la naturaleza de la materia oscura, que actúa como un contrapeso que ralentiza el giro.

En el estudio, publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , los investigadores analizaron las observaciones del telescopio espacial Gaia de un gran grupo de estrellas, la corriente de Hércules, que están en resonancia con la barra, es decir, giran alrededor de la galaxia en la mismo ritmo que el giro de la barra.

Estas estrellas quedan atrapadas gravitacionalmente por la barra giratoria. El mismo fenómeno ocurre con los asteroides griegos y troyanos de Júpiter, que orbitan los puntos Lagrange de Júpiter (delante y detrás de Júpiter). Si el giro de la barra se ralentiza, se esperaría que estas estrellas se movieran más lejos en la galaxia, manteniendo su período orbital coincidente con el del giro de la barra.

Los investigadores encontraron que las estrellas en la corriente llevan una huella química: son más ricas en elementos más pesados (llamados metales en astronomía), lo que demuestra que se han alejado del centro galáctico, donde las estrellas y el gas formador de estrellas son aproximadamente 10 veces más grandes. rico en metales en comparación con la galaxia exterior.

Usando estos datos, el equipo infirió que la barra, compuesta por miles de millones de estrellas y billones de masas solares, había ralentizado su giro en al menos un 24% desde que se formó por primera vez.

El coautor Dr. Ralph Schoenrich (Laboratorio de Ciencia Espacial Mullard de la UCL) dijo: “Los astrofísicos han sospechado durante mucho tiempo que la barra giratoria en el centro de nuestra galaxia se está desacelerando, pero hemos encontrado la primera evidencia de que esto está sucediendo.

“El contrapeso que frena este giro debe ser materia oscura. Hasta ahora, solo hemos podido inferir materia oscura mapeando el potencial gravitacional de las galaxias y restando la contribución de la materia visible.

«Nuestra investigación proporciona un nuevo tipo de medición de la materia oscura, no de su energía gravitacional, sino de su masa inercial (la respuesta dinámica), que ralentiza el giro de la barra».

El coautor y estudiante de doctorado Rimpei Chiba, de la Universidad de Oxford, dijo: “Nuestro hallazgo ofrece una perspectiva fascinante para restringir la naturaleza de la materia oscura, ya que diferentes modelos cambiarán este tirón inercial en la barra galáctica.

«Nuestro hallazgo también plantea un problema importante para las teorías alternativas de la gravedad: dado que carecen de materia oscura en el halo, predicen que la barra no se ralentizará, o que se reducirá significativamente».

Se cree que la Vía Láctea, al igual que otras galaxias, está incrustada en un ‘halo’ de materia oscura que se extiende mucho más allá de su borde visible.

La materia oscura es invisible y se desconoce su naturaleza, pero su existencia se infiere de las galaxias que se comportan como si estuvieran envueltas en una masa significativamente mayor de la que podemos ver. Se cree que hay unas cinco veces más materia oscura en el Universo que materia visible ordinaria.

Las teorías de la gravedad alternativa, como la dinámica newtoniana modificada, rechazan la idea de materia oscura y, en cambio, buscan explicar las discrepancias modificando la teoría de la relatividad general de Einstein.

La Vía Láctea es una galaxia espiral barrada, con una barra gruesa de estrellas en el medio y brazos espirales que se extienden a través del disco fuera de la barra. La barra gira en la misma dirección que la galaxia.

Referencia: “Estructura de anillos de árboles de la resonancia de la barra galáctica” por Rimpei Chiba y Ralph Schönrich, 19 de abril de 2021, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .

La investigación recibió el apoyo de la Royal Society, la Takenaka Scholarship Foundation y la instalación de supercomputación DiRAC del Science and Technology Facilities Council (STFC).