Existen las galaxias de materia oscura?

Presentando a Sarah Pearson del Espacio con Sarah Esta imagen del telescopio espacial de Hubble de la NASA muestra la distribución de la materia oscura en el centro del aglomerado gigante Galaxia Abell 1689. Crédito de la imagen: NASA Por Fraser Cain para universetoday.com 20 May, de 2017 Una de las cosas que me encanta de la astronomía es cómo está cambiando rápidamente y evolucionando con el tiempo. Cada día hay nuevos descubrimientos, y avances en teorías que nos llevan progresivamente hacia adelante en nuestra comprensión del Universo. Uno de los mejores ejemplos de esto es la materia oscura; Misteriosa e invisible, pero una parte significativa del Universo y la contabilidad de la gran mayoría de la masa hacia fuera allí. Fue teorizada hace casi 100 años cuando los astrónomos examinaron la masa total de los grupos de galaxias distantes y encontraron que la masa visible que podemos ver debe ser sólo una fracción del material total en los conglomerados. Cuando se suman las estrellas y el gas, las galaxias se mueven y giran de maneras que indican que hay un enorme halo de materia invisible que lo rodea. Fritz Zwicky (14 de febrero, 1898, Varna, Bulgaria-8 de febrero, 1974, Pasadena, California, EE. UU.) fue un astrónomo y físico suizo de origen búlgaro.En 1933 fue el primero en sugerir la presencia de una materia invisible entre las galaxias, siguiendo sus observaciones en el Observatorio del Monte Wilson siete de ellos en el cúmulo de Coma, pero difícilmente convencerá a sus colegas sobre la importancia de su descubrimiento, que será olvidado por casi cuarenta años. Algunas de las mejores pruebas provienen de Vera Rubin y Kent Ford en los años 60 y 70, cuando midieron la velocidad de rotación de las galaxias espirales de borde. Ellos estimaron que debe haber alrededor de 6 veces más materia oscura que la materia regular. link: https://www.youtube.com/watch?v=knw10ooUCK4 La materia oscura se convirtió en un serio misterio en la astronomía, y muchos observadores y teóricos han pasado el último medio siglo tratando de averiguar lo que es. Y la materia oscura no ha renunciado fácilmente a sus secretos. Originalmente, los astrónomos pensaron que en realidad no sería una masa invisible, sino un malentendido de cómo funciona la gravedad a las escalas más grandes. Pero a lo largo de las últimas décadas, se han desarrollado técnicas que utilizan la gravedad de la materia oscura misma para medir cómo dobla la luz de objetos más distantes. Los astrónomos no saben qué es la materia oscura, pero son capaces de usarla como un telescopio. Eso es impresionante. Han encontrado características asombrosas en la tela de la materia oscura hacia fuera allí, las paredes y los filamentos extensos que definen las estructuras más grandes de la escala en el universo. Clusters donde la materia oscura y su gas se han separado unos de otros. Recuerde, estamos a la vanguardia de este misterio, y usted está viendo que se desarrolla en tiempo real. 25 años a partir de ahora, estoy seguro de que volveremos a mirar nuestros intentos pintorescos para entender la materia oscura. Una de las preguntas más interesantes que tengo ahora es: ¿podría haber galaxias de materia oscura? Completamente invisible a nuestros ojos, pero capaz de interactuar a través de la gravedad? Distribución de la Materia Oscura en Supercúmulo Abell 901/902 Crédito de la imagen: NASA Por supuesto, en tiempos como este, me gusta traer un timbre. Alguien que ha dedicado su vida al estudio de estas preguntas. Y hoy, tengo con mi amiga Sarah Pearson, una estudiante graduada en astronomía en la Universidad de Columbia y la anfitriona de "Space with Sarah". Sarah estudia la formación y las interacciones de galaxias enanas que rodean a la Vía Láctea para comprender cómo se construyeron las galaxias en los primeros tiempos en el Universo y forman las grandes galaxias que vemos actualmente. Fraser: Sarah, bienvenida a la Guía del Espacio. Sarah: Hola Fraser, gracias. Fraser: ¿Puedes hablar un poco acerca de cómo los astrónomos mapean la distribución de la materia oscura en el Universo? Sarah: Sí definitivamente. Así que esa es una pregunta difícil, como acabas de explicar, no vemos la materia oscura. Pero una suposición sobre el Universo en que vivimos es que la materia luminica o materia bariónica. Por ejemplo, lo que usted, yo y las estrellas consisten en, y también las galaxias, tipo de rastro hacia fuera donde la materia oscura está localizada. Así que una suposición es que la materia luminica sigue a la materia oscura. De esta manera podemos llegar a grandes distancias, como las galaxias y los grupos de galaxias se encuentran en nuestro Universo. E imaginamos que la estructura de la materia oscura es de alguna manera similar. Simulación de materia oscura. Crédito de la imagen: NASA Y también recientemente, las simulaciones de estructura a gran escala de nuestro propio Universo han abordado esto por medio de una distribución casi uniforme de la materia oscura en el Universo muy temprano. Y lo que ven es cuando dejan que el Universo evolucione en el tiempo, por ejemplo, cuando el Universo se está expandiendo, ustedes tienen estos bulbos de materia oscura formándose en galaxias en todos estos filamentos que ustedes discutieron. Usted puede rastrear la ubicación de la materia oscura mediante la comprensión de la expansión del espacio frente a la gravedad que crea las galaxias que vemos. Fraser: Y sé en las observaciones que usted ve estas diferentes distribuciones de materia y materia oscura, no es la radio 1: 6 perfecta que acabo de mencionar antes. Usted realmente ve aglutinación de materia oscura que a veces se separa de la materia regular. Entonces, ¿de verdad puedes tener galaxias enteras que están enteramente hechas de materia oscura? Sarah: Sí, ese es uno de los temas que me entusiasma mucho. Trabajo en algunas de estas galaxias de materia oscura, y la forma en que se puede pensar es que la materia oscura está distribuida casi uniformemente en el Universo primitivo. Pero algo de él es ligeramente más denso que otras partes, que colapsa abajo en galaxias. Y muchas de esas galaxias serán en realidad mucho más pequeñas que la Vía Láctea. Y debido a que son tan pequeños, tienen dificultades para mantener el asunto dentro de ellos. Una brillante estrella joven brilla. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech Creemos que cuando la formación estelar se enciende en estas galaxias, en realidad podría soplar una gran cantidad de gas que podría crear más estrellas, pero no soplará la materia oscura. Eso significa que podrías terminar con estas pequeñas galaxias diminutas que sólo tienen materia oscura. Podrían tener algo de gas, pero son muy difíciles de encontrar para nosotros los astrónomos. Fraser: Bueno, si son materia oscura y la materia oscura es invisible, ¿cómo los encontramos? Sarah: Oh, gran pregunta. Así, por ejemplo, alrededor de nuestra galaxia la Vía Láctea, se plantea la hipótesis en nuestro paradigma actual de cosmología y la forma en que pensamos en el Universo, debería haber miles de agregados de materia oscura, estas galaxias de materia oscura, orbitando nuestra propia galaxia. Impresión del artista sobre la materia oscura que rodea la Vía Láctea. Crédito de la imagen: (ESO/L. Calçada) Algunos de estos pueden ser destruidos cuando pasan por el enorme disco de la Vía Láctea, esa es una forma de destruirlos. Los más pequeños podrían ser destruidos justo por las mareas cuando orbitan alrededor de la galaxia. Sin embargo, nos imaginamos que algunos de ellos podrían sobrevivir. En realidad, pueden arar a través de lo que llamamos corrientes estelares, que se forman cuando una verdadera galaxia cae en nuestra Vía Láctea y se estiró tidalmente. Usted debe ser capaz de ver estas firmas de densidad en la corriente estelar, y que podría indicar qué tipo de halo de materia oscura que arado a través de ellos. Fraser: Usted insinuó en una manera que podrían formar. Tienes estas estrellas cuando se están formando tempranamente y volando a sí mismas, y el grupo de materia oscura no puede sujetarse a ellas, de modo que esa parte se ha ido. ¿Es esa la principal forma en que pueden formarse, hay otras maneras de obtener estas galaxias oscuras? Sarah: Una hipótesis diferente es que si usted tiene un AGN, un núcleo galáctico activo dentro de una galaxia de un agujero negro, en realidad podría de esa manera soplar una gran cantidad de gas de una galaxia también. Pero todavía no está claro para nosotros los astrónomos qué tipo de galaxias y si las pequeñas galaxias tendrían estos núcleos galácticos activos. La impresión de este artista muestra el entorno del agujero negro supermasivo en el corazón de la galaxia activa NGC 3783 en la constelación meridional de Centauro. Crédito de la imagen: ESO/M. Kornmesser Así que la mejor teoría ahora es que algunos de ellos podrían haber atraído una gran cantidad de gas inicialmente porque no tenían mucha gravedad para tirar en el gas. Pero también, porque este gas está completamente perdido. También de las estrellas que explotan, en realidad, no sólo de las estrellas que se encienden inicialmente. Fraser: Y sé que los astrónomos y físicos están tratando de buscar la materia oscura en el Gran Colisionador de Hadrones, y tratar de ver si pueden entender la partícula subyacente. ¿La búsqueda en la que estás trabajando nos da algún sentido de la naturaleza subyacente de la materia oscura? Sarah: Sí, también una gran pregunta, porque por ejemplo si la materia oscura es fría. El paradigma de la materia oscura fría es muy popular en este momento. Lo que establece que la materia oscura podría ser una partícula débilmente interactiva muy masiva. Cuando estamos diciendo materia oscura caliente o fría, también estamos refiriéndonos a lo rápido que se está moviendo. Y dependiendo de qué clase de materia oscura de la materia es, esa clase de estructura de la estructura para del universo temprano. Así podemos empezar a contar, si tenemos materia oscura fría, esperaríamos ver una cierta cantidad de estas frías y oscuras galaxias, donde esa cantidad sería diferente, si tuviéramos materia oscura caliente. La Búsqueda de Materia Oscura Criogénica (SuperCDMS) ha detectado lo que puede ser la partícula que se piensa que forma la materia oscura en todo el Universo. Crédito de la imagen: Fraser: Eso es realmente genial, por lo que las observaciones que usted hace dar a los físicos una mejor idea de lo que deberían estar buscando en sus aceleradores de partículas, y las dos partes pueden trabajar juntos. Eso es realmente genial. Ok Sarah, haz tus apuestas. ¿Cuál crees que es el candidato más probable para la materia oscura? Sarah:Aun pienso que esta es una pregunta difícil, y no estoy seguro de si los físicos de las partículas todavía piensan que estamos ayudándolos. Todavía nos estamos acercando cosas de diferentes lados, pero ya veremos. Sigo pensando que va a ser una de esas partículas masivas débilmente interactivas que aún no hemos detectado todavía. Fraser: Muchas gracias por acompañarme en la Guía del Espacio Sarah, realmente aprecio que nos explique estas galaxias de materia oscura. Bueno, ahí lo tienes. La materia oscura es cosa extraña, extraña. Todavía no sabemos lo que es, pero podemos ver cómo se mueve, interactúa con la materia a través de su gravedad. Y podemos ver cómo puede formar galaxias enteras de materia oscura. Muchas gracias a Sarah Pearson. Si aún no lo has hecho, ve a ver su canal de YouTube: Space with Sarah.. Ella está cubriendo grandes temas, como preguntarse cuándo el Sol se apagará, cuán grande es el Universo y cómo las galaxias pueden colisionar en un Universo en expansión. With a little help from Google Translate