Los astrónomos se rascan el cabeza debido a una nueva observación de un “cúmulo” de materia oscura dejado atrás después de una masiva fusión entre cúmulos de galaxias. Lo que es tan desconcertante sobre el descubrimiento es que la materia oscura se ha agrupado en un “núcleo oscuro” que atrajo muchas menos galaxias de lo esperado. Las implicaciones de este descubrimiento representan desafíos a la actual comprensión de cómo influencia la materia oscura a las galaxias y cúmulos galácticos.
En un comienzo, las observaciones hechas en 2007 fueron descartadas como datos incorrectos. Nuevos datos obtenidos por el Telescopio Espacial Hubble en 2008 confirmaron las observaciones anteriores de la materia oscura y las galaxias que tomaban caminos separados. La nueva evidencia se basa en observaciones de un lejano cúmulo de galaxias en fusión conocido como Abell 520. En este punto, los astrónomos tienen un desafío por delante a fin de explicar por qué la materia oscura no se comporta como se esperaría.
“Este resultado es un rompecabezas”, dijo el astrónomo James Jee (Universidad de California, Davis). “La materia oscura no se está comportando como se esperaba, y no es claro lo que está pasando. Las teorías de formación de galaxias y materia oscura deben explicar lo que estamos viendo”.
Las teorías actuales sobre el estado de la materia oscura dicen que puede ser una especie de “pegamento” gravitacional que mantiene unidas las galaxias. Otra propiedad interesante de la materia oscura es que, por todo lo que observamos, no está hecha del mismo tipo de material que las personas y planetas, aunque interactúa gravitacionalmente con la materia normal. Los métodos actuales para estudiar la materia oscura analizan las fusiones galácticas, dado que las galaxias interactúan de una manera diferente a como lo hacen sus halos de materia oscura. Las teorías actuales son respaldadas por las observaciones visuales de las fusiones de galaxias en el cúmulo Bala, y se han vuelto un ejemplo clásico de nuestra actual comprensión de la materia oscura.
Los estudios de Abell 520 están causando que los astrónomos piensen dos veces acerca de nuestra actual comprensión de la materia oscura. Las observaciones iniciales descubrieron materia oscura y gas caliente, pero una carencia de galaxias luminosas, que generalmente son detectadas en las mismas regiones que las concentraciones de materia oscura. Para intentar dar sentido a las observaciones, los astrónomos usaron la Cámara Planetaria de Gran Angular 2 del Hubble para trazar un mapa de la materia oscura en el cúmulo utilizando la técnica de lente gravitatoria.
“Observaciones como las de Abell 520 son una cura de humildad en el sentido de que, a pesar de todos los avances en nuestro conocimiento, una y otra vez nos paran en seco”, dijo Arif Babul (Universidad de Victoria, British Columbia).
“Sabemos de quizás seis ejemplos de colisiones de cúmulos de galaxias a alta velocidad donde se ha cartografiado la materia oscura, pero el cúmulo Bala y Abell 520 son los dos que muestran la prueba más clara de fusiones recientes, y son inconsistentes entre sí. No hay una única teoría que explique los distintos comportamientos de la materia oscura en esas dos colisiones. Necesitamos más ejemplos”, añadió Jee.
El equipo ha trabajado en numerosas posibilidades para explicar sus hallazgos, cada una con su propio conjunto de preguntas sin respuesta. Una posibilidad es que Abell 520 fuese una fusión más complicada que la del cúmulo Bala. Puede haber varios cúmulos interactuando en Abell 520 en lugar de los dos responsables del cúmulo Bala. Otra posibilidad es que la materia oscura puede ser “pegajosa”. Cuando las partículas de materia ordinaria colisionan, pierden energía y, como resultado, se frenan. Puede ser posible que parte de la materia oscura interactúe con sí misma y permanezca detrás después de una colisión entre dos galaxias.
Otra posibilidad puede ser que haya más galaxias en el núcleo, pero que fuesen demasiado débiles para que Hubble las detecte. Estas galaxias más débiles habrían formado muchas menos estrellas que otros tipos de galaxias. El equipo planea usar sus datos del Hubble para crear simulaciones informáticas de la colisión, esperando obtener pistas vitales para los esfuerzos de tener una mejor comprensión del inusual comportamiento de la materia oscura.
Los resultados del estudio fueron publicados en línea en The Astrophysical Journal.
