Sky & Telescope: Cosmic Web Weeds Dwarf Galaxies

Astrónomos del IATE, OAC y colaboradores han descubierto una explicación inesperada de por qué pueden encontrar sólo una fracción del total de las galaxias satélites que suponen posee la Vía Láctea. Este fragmento en una traducción del artículo original que será publicado por Sky & Telescpe.

Uno podría pensar que una galaxia es un objeto difìcil de perder. Quiero decir, la Nube Menor de Magallanes es miles de millones de veces el tamaño de un llavero. Pero utilizando su capacidad para comprender el universo fabricando universos virtuales en supercomputadoras, los astrónomos han encontrado un problema: las simulaciones predicen miles de galaxias enanas (tales como la Nube Menor de Magallanes) orbitando alrededor de la Vía Láctea y otras galaxias, sin embargo las observaciones sugieren que tienen sólo decenas o a lo sumo centenas.

El “problema de los satélites faltantes” tiene a mucha gente rascándose la cabeza. Los científicos han propuesto varias soluciones, las cuales asumen que las galaxias están allí pero que tienen sólo unas pocas, o ninguna, estrellas y por lo tanto se hacen invisibles para nosotros (las llamadas galaxias oscuras, tal como Segue 1).

Una teoría nueva, aparecida recientemente en el repositorio de artículos arXiv.org, dá un giro inesperado a la investigación. Utilizando simulaciones de la formación virtual del Grupo Local de galaxias de la Vía Láctea, un equipo internacional de astrónomos ha descubierto un culpable para interrumpir el proceso de formación estelar: la fricción.

En grandes escalas, el universo tiene una estructura similar a una tela de araña. La materia oscura forma filamentos gigantes, y estos filamentos actúan como el lecho de un río, arrastrando corrientes de materia oscura y gas hacia las galaxias que se están formando adentro de ellas.

Estas estructuras filamentosas no están quietas en el espacio. Se mueven a través del Universo, barriendose una a otra, creciendo y cambiando a lo largo del tiempo. La nueva simulación mira a los “panqueques” filamentosos que crearon el Grupo Local, la familia de galaxias que incluye a la Vía Láctea y a la galaxia de Andrómeda. El equipo encontró que, a medida que las galaxias enanas que se están formando son barridas por una gruesa concentración de material (el panqueque), la estructura filamentosa remueve la mayoría del gas de las enanas más pequeñas. Sin gas, las enanas detienen su formación estelar.

“Esto es completamente nuevo,” dijo el coautor del estudio Julio Navarro (Universidad de Victoria, Canadá). Dijo que nadie, -incluyéndose a sí mismo - esperaba que la red cósmica fuese capaz de remover el gas de las galaxias enanas. “Le dije a mi estudiante, Esto debe estar mal. Ve y hazlo otra vez’. Entonces lo envíe a rehacerlo y, finalmente, quedé convencido que era correcto.”

A pesar de que los filamentos y los panqueques parecen obvios en las simulaciones cosmológicas, son mucho menos densos que los halos galácticos. La intuición sugería que tales estructuras difusas no podrían hacerle nada a una galaxia, incluso a una pequeña, dijo Navarro.

Pero los astrónomos no anticiparon que la velocidad sería un factor en juego. Estas láminas se mueven a las velocidad típicas del sistema del Grupo Local - en otras palabras, cientos de kilómetros por segundo -. Y una lámina moviéndose a 300 km/s podría arrancar gas de las enanas incluso si ellas fueran 50 veces más densas que las simuladas.

Este efecto no es gravitatorio, sino de fricción, dijo Puragra GuhaThakurta (Universidad de California, Santa Cruz), quien no estuvo involucrado en el estudio pero encuentra sus resultados intrigantes. Nosotros usualmente pensamos en fricción entre dos superficies sólidas frotándose una contra otra. Pero la fricción también ocurre cuando un sólido se mueve a través de un fluido (como tu mano moviéndose a través del agua en una piscina) y cuando un fluido se mueve a través de otro - como el disparo de una pistola de agua en una piscina, dijo. Tanto tu mano como el chorro de agua se moverán con mayor dificultad que lo que lo harían si atravesaran el aire, debido a que el agua es más viscosa.

Lo mismo ocurre cuando el gas en un panqueque cósmico barre el de una galaxia enana. A medida que la galaxia pequeña se precipita hacia el filamento en la red cósmica, la red presiona el gas de la galaxia y lo arranca de la enana.

Tales simulaciones están en su infancia. lo cual es otra razón por la que nadie dio cuenta de que el arrancado de gas debido a la red cósmica pueda ocurrir, dijo GuhaThakurta. Los teóricos han simulado la red cósmica por años, pero usualmente siguen a la materia oscura, debido a que ésta responde sólo a la gravedad y es así más sencilla de modelar. La nueva simulación agrega partículas de gas a la materia oscura pero también tiene en cuenta las interacciones viscosas entre las partículas de gas. Esto permitió al equipo de Navarro descubrir el efecto de la red.

Pero la red cósmica no puede ser la única culpable. “La red cósmica existe hoy, pero ciertamente no se formó instantáneamente,” explica GuhaThakurta. Ella se ha desarrollado durante miles de millones de años y continúa evolucionando con el universo. “El universo comenzó siendo muy suave. Fue de este estado a uno altamente estructurado, y tomó tiempo que esto ocurra.”

Por esta razón la red no podría en realidad tener un efecto hasta 3 mil millones de años luego del Big Bang. Los astrónomos han descubierto galaxias mucho antes, dentro de los primeros 500 millones de años del universo. Los autores sugieren que otros procesos - tales como la radiación ionizante de las primeras estrellas, la cual pudo haber soplado el gas de las galaxias pequeñas y así evitar que formaran más estrellas- también jugaron un papel en hacer invisibles a las galaxias enanas.

El articulo en inglés está en http://www.skyandtelescope.com/news/Cosmic-Web-Weeds-Dwarf-Galaxies-179102791.html