La materia oscura, al parecer, se ha aferrado a las galaxias durante mucho tiempo. La mayoría de las galaxias que existieron hace 10 mil millones de años tenían casi tanta materia oscura como las galaxias de hoy, lo que contradice estudios anteriores que sugerían que había menos materia oscura al acecho alrededor de las galaxias en el universo primitivo.
"La materia oscura fue igualmente abundante en las galaxias formadoras de estrellas en el pasado distante como lo es en la actualidad,"dijo Alfred Tiley, astrónomo de la Universidad de Durham en Inglaterra y autor principal del nuevo estudio. La investigación fue presentada recientemente a la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y publicada el 16 de noviembre en la revista de preimpresión arXiv". Es una sorpresa completa, pero en realidad, no sabíamos si la realidad observacional se alinearía con las expectativas de la teoría ".
La materia oscura constituye aproximadamente el 85 por ciento de la masa total en nuestro universo conocido, pero la sustancia misteriosa no interactúa con la luz, dejando a los científicos en la oscuridad sobre su naturaleza precisa. Entonces, en lugar de verlo, los astrónomos deben confiar en la atracción gravitacional de la materia oscura sobre la materia normal, llamada materia bariónica, que forma las estrellas, nebulosas y planetas que vemos en el cielo nocturno, así como todos los árboles, rocas y personas en la tierra.
La materia oscura tiende a agruparse en halos alrededor de las galaxias; Los astrónomos descubrieron esto midiendo qué tan rápido giran las galaxias. Según la ley de gravedad de Newton, las estrellas en las afueras de una galaxia deberían rotar mucho más lentamente que las del centro. Pero en la década de 1960, los astrónomos encontraron rápidas estrellas suburbanas en la periferia de la Vía Láctea que insinuaban la materia extra que se ocultaba más allá de las órbitas galácticas de esas estrellas.
Desde entonces, los estudios han medido miles de tasas de rotación en todo el universo, confirmando la presencia de estos halos de materia oscura.
En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron datos de dos encuestas de 1.500 galaxias formadoras de estrellas para calcular las tasas de rotación de las galaxias que se remontan a 10 mil millones de años. Es difícil medir con precisión la rotación galáctica lejos en el pasado cósmico, porque estas galaxias antiguas son increíblemente distantes y débiles. Entonces, los científicos estimaron un promedio agrupando las galaxias por distancia y luego combinando su luz.
"Nuestra estimación de la cantidad de materia oscura en las galaxias es un promedio para toda la población en cada época", dijo Tiley a Live Science. "La cantidad de materia oscura dentro de las galaxias individuales puede variar significativamente".
Teniendo en cuenta la masa y densidad de las galaxias, los investigadores encontraron cantidades casi equivalentes de materia oscura para las galaxias que existieron hace mucho tiempo en nuestro pasado cósmico como para las galaxias en nuestro universo local.
Pero no todos están completamente convencidos. Los hallazgos contradicen estudios previos que encontraron que las galaxias en el universo primitivo tenían menos materia oscura que las galaxias más jóvenes. Esos estudios analizaron galaxias individuales mucho más masivas y utilizaron un modelo diferente para inferir la cantidad de materia oscura.
"utiliza solo uno de los cuatro enfoques independientes que habíamos utilizado para llegar a nuestra conclusión", dijo a Live Science Reinhard Genzel, autor principal de uno de los estudios anteriores y astrónomo del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, Alemania.
Tiley descubrió que los resultados de su equipo eran altamente dependientes del modelo que usaban. Finalmente, eligió usar un modelo que él y sus colegas encontraron que era más representativo de las galaxias de baja masa que los científicos creen que predominó en la época temprana.
Las simulaciones por computadora sugieren que las galaxias de muy alta masa, como las estudiadas por Genzel, son raras en el universo distante. "Parece que los resultados se aplican a galaxias muy masivas en esta época distante, pero pueden no ser representativos de galaxias con masas estelares comparativamente más bajas, como las que estudiamos en nuestro trabajo", dijo Tiley a Live Science.
Los nuevos resultados coinciden con lo que se esperaría del modelo de materia predominante "lambda cold dark" que describe nuestro universo. Este modelo explica cómo está estructurado el universo y por qué se está expandiendo a un ritmo cada vez más rápido.
