Las galaxias satélite son objetos celestes que orbitan alrededor de las galaxias más grandes, como nuestra propia Vía Láctea. Las galaxias enanas tienen menos de 1000 estrellas, a diferencia de la Vía Láctea, una galaxia de tamaño medio, que contiene varios miles de millones de estrellas. Los científicos han predicho que las galaxias más grandes se construyen a partir de galaxias más pequeñas, que se cree que son especialmente ricas en materia oscura, la cual constituye alrededor del 25 por ciento del total de materia y energía del universo. Las galaxias satélites enanas, por lo tanto, son clave para entender la naturaleza de la materia oscura y el proceso por el cual se formaron las galaxias más grandes que observamos en el universo.

El objetivo principal del Dark Energy Survey (DES), como su propio nombre indica, es entender mejor la naturaleza de la energía oscura, una sustancia misteriosa que constituye alrededor del 70 por ciento de la materia y la energía en el universo. Los científicos creen que la energía oscura es la clave para entender por qué la expansión del universo se está acelerando. Para llevar a cabo su misión, DES está tomando instantáneas de cientos de millones de galaxias distantes. Sin embargo, algunas de las imágenes de DES también contienen estrellas de las galaxias enanas mucho más cercanas a la Vía Láctea. Por tanto, los mismos datos se pueden utilizar para investigar tanto la energía oscura, que se cree que es responsable de que las galaxias se separen de forma acelerada, como la materia oscura, que mantiene unidas a las galaxias.

Los científicos sólo pueden ver las galaxias enanas más cercanas, ya que son muy débiles, y se habían encontrado anteriormente sólo un puñado. Si estos nuevos descubrimientos son representativos de todo el cielo (el área cubierta por DES es de tan solo un octavo del cielo), podría haber muchas más galaxias que se esconden en nuestro vecindario cósmico. Según Alex Drlica-Wagner, del Fermilab de Chicago (EE.UU.), uno de los líderes de los análisis de DES, "Sólo este año, se han visto más de 20 de estos candidatos de galaxias satélite enanas, 17 de los cuales en datos del cartografiado DES. Hemos casi duplicado el número de estos objetos que conocemos en sólo un año, lo cual es bastante notable." Al menos dos de ellos ya han sido confirmados como galaxias satélites enanas.

Distribucion espacial de las galaxias enanas conocidas de la Via Lactea

Antes de 2015, los astrónomos habían descubierto sólo unas dos docenas de tales galaxias alrededor de la Vía Láctea. "El mérito de DES es encontrar galaxias tan débiles que hubieran sido muy difíciles de reconocer en cartografiados anteriores", dijo Keith Bechtol de la Universidad de Wisconsin-Madison. "El descubrimiento de tantos nuevos candidatos de galaxias en una octava parte del cielo podría significar que en el futuro podremos encontrar muchos más alrededor de la Vía Láctea."

El más cercano de estos objetos recién descubiertos está a unos 80.000 años luz de distancia, y los más alejados a unos 700.000 años luz. Estos objetos son, en promedio, alrededor de unos mil millones de veces más débiles que la Vía Láctea y un millón de veces menos masivos. El más débil de los nuevos candidatos a galaxia enana tiene cerca de 500 estrellas.

Los nuevos candidatos a galaxias satélites enanas. La región marcada en rojo es el área cubierta por el cartografiado DES.

La mayoría de los objetos recientemente descubiertos se encuentran en la mitad sur del área de estudio DES, en las proximidades de la Gran Nube de Magallanes y la Pequeña Nube de Magallanes. Estas son las dos galaxias satélites más grandes asociadas a la Vía Láctea, a unos 158.000 años luz y 208.000 años luz de distancia, respectivamente. Es posible que muchos de estos nuevos objetos pudieran ser a su vez galaxias satélite de estas galaxias satélites más grandes, lo que sería un descubrimiento importante en sí mismo. "Ese resultado sería fascinante", según Risa Wechsler de SLAC en Stanford (USA). "La existencia de galaxias satélites enanas de otros satélites mayores son predichos por nuestros modelos de materia oscura. O estamos viendo estos tipos de sistemas por primera vez, o hay algo que no entendemos acerca de cómo estas galaxias satélites se distribuyen en el cielo."

Puesto que se cree que las galaxias enanas están hechas principalmente de materia oscura, con muy pocas estrellas, son blancos excelentes para explorar las propiedades de la materia oscura, y una de las razones por las que son tan difíciles de ver. Será necesario un análisis más detallado para confirmar si estos nuevos objetos son en realidad galaxias enanas satélites, y si se pueden detectar señales de materia oscura de ellos.

Los 17 candidatos de galaxias enanas satélites fueron descubiertos en los dos primeros años de datos recogidos por DES, un cartografiado que tardará cinco años en fotografiar una parte importante del cielo del hemisferio sur en un detalle sin precedentes. Ahora, los científicos han obtenido un primer vistazo a la mayor parte del área de estudio, pero con los datos de los próximos tres años es probable que se puedan encontrar objetos que son incluso más débiles, más difusos o sencillamente estén más lejos. La tercera temporada del cartografiado acaba de empezar. "Este emocionante descubrimiento es el resultado de un gran esfuerzo de toda la colaboración del equipo DES", dijo Basilio Santiago, coordinador del grupo de trabajo DES Vía Láctea y miembro del Consorcio DES-Brasil. "Sólo hemos comenzado nuestra investigación del cosmos, y estamos esperando descubrimientos aún más emocionantes en los próximos años."

El Dark Energy Survey es una colaboración de más de 300 científicos de 25 instituciones de seis países: Estados Unidos, España, Reino Unido, Alemania, Brasil y Suiza. Su instrumento principal, el DECam de 570 megapíxeles, está montado en el telescopio Blanco de 4 metros del Inter-American National Optical Astronomy Observatory en Cerro Tololo en Chile, y sus datos se procesan en el Centro Nacional para Aplicaciones de Supercomputación en el Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (USA). Las instituciones colaboradoras del Dark Energy Survey se pueden encontrar en http://www.darkenergysurvey.org/collaboration.

El artículo científico con el análisis detallado del Dark Energy Survey está disponible aquí. Puedes seguir el Dark Energy Survey en Facebook y Twitter. Para las imágenes tomadas con la cámara de DES, visita el blog del experimento, Dark Energy Detectives, aquí y este otro blog relacionado.

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Juan García-Bellido Capdevila
Juan García-Bellido Capdevila

Profesor de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid e investigador del Instituto de Física Teórica del CSIC. Autor de más de un centenar de artículos en revistas especializadas, es un cosmólogo teórico reconocido internacionalmente. Ha trabajado en el CERN, el Imperial College de Londres y la Universidad Stanford. Sus investigaciones cubren un amplio rango de fenómenos, desde el origen del universo en términos de la teoría de la inflación cosmológica, hasta la formación de galaxias y la naturaleza de la materia y energía oscuras. Es un amante de la música y de la pintura. Está casado y tiene dos hijos.

Sobre este blog

Vivimos en estos momentos una revolución en cuanto a nuestro conocimiento del cosmos. Podemos determinar con precisión asombrosa, gracias a experimentos altamente sofisticados, un conjunto bastante grande de parámetros que caracterizan nuestras teorías, y sin embargo desconocemos de qué esta hecho casi el 95% del universo. Sin duda nos queda mucho por entender.

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