Herschel encuentra menos materia oscura pero muchas más estrellas

Distribución calculada de materia oscura
18 febrero 2011

El observatorio espacial Herschel de la ESA ha descubierto una serie de galaxias envueltas en nubes de polvo que no necesitan tanta materia oscura como se pensaba para iniciar el proceso de formación de estrellas.

Cada una de estas lejanas galaxias contiene una masa 300 mil millones de veces mayor que la de nuestro Sol. Este tamaño desafía las teorías actuales, que sostienen que una galaxia necesita ser unas diez veces mayor, esto es, contar con unos 5 billones de masas solares, para ser capaz de formar un número significativo de estrellas.

Este hallazgo fue publicado el pasado miércoles en un artículo preparado por Alexandre Amblard, de la Universidad de California, Irvine, y su equipo.

Actualmente se supone que la mayor parte de la masa de cualquier galaxia es materia oscura, una sustancia hipotética que aún no ha sido detectada, pero que según los astrónomos podría aportar la gravedad suficiente para evitar que las galaxias se desintegren bajo su propio movimiento de rotación.

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Los modelos actuales sugieren que la formación de las galaxias comienza con la acumulación de grandes cantidades de materia oscura. Su atracción gravitatoria va arrastrando e incorporando átomos ordinarios que, cuando alcanzan una densidad suficiente, arrancan el proceso de formación de estrellas a una tasa de entre 100 y 1000 veces mayor que la que se puede observar en nuestra Galaxia hoy en día.

“Herschel demuestra que no es necesaria tanta materia oscura como se pensaba para desencadenar la formación de estrellas”, explica Asantha Cooray, de la Universidad de California, Irvine, coautor del artículo presentado esta semana.

Este descubrimiento se realizó analizando las imágenes en infrarrojo tomadas por el instrumento SPIRE a bordo de Herschel en las longitudes de onda de 250, 350 y 500 micras. Esta radiación, 1000 veces menos energética que la que es capaz de detectar el ojo humano, permite observar las galaxias inmersas en las profundidades de las grandes nubes de polvo.

“Gracias a la gran sensibilidad de Herschel para captar la radiación del infrarrojo lejano emitida por las jóvenes galaxias, todavía envueltas en nubes de polvo, podemos escrutar los misterios del Universo y comprender mejor el proceso de formación y evolución de las galaxias”, comenta Göran Pilbrat, científico del proyecto Herschel para la ESA.

Las imágenes captadas por Herschel contienen tantas galaxias que su luz se solapa, dando lugar a una ‘niebla’ de radiación infrarroja, conocida como la radiación cósmica de fondo en el infrarrojo. Como las galaxias no están distribuidas de forma aleatoria, sino que siguen los patrones de la materia oscura que subyace en el Universo, esta ‘niebla’ presenta también un patrón característico de manchas claras y oscuras.

Distribución calculada de materia oscura

El análisis del brillo de las manchas detectadas en las imágenes de SPIRE demuestra que la tasa de formación de estrellas en las galaxias del infrarrojo lejano es de 3 a 5 veces mayor que en galaxias similares en el espectro visible, observadas por telescopios como el Hubble.

Un análisis más detallado y varias simulaciones sugieren que la masa de estas galaxias es la óptima para la formación de estrellas. Las galaxias con todavía menos masa apenas son capaces de formar una generación de estrellas antes de consumirse completamente. En el otro extremo, en las galaxias con más masa el gas se enfría lentamente, ralentizando su colapso hasta las grandes densidades necesarias para arrancar el proceso de formación de estrellas.

Todo parece indicar que las galaxias con una masa de unos pocos cientos de miles de millones de masas solares pueden formar estrellas a una tasa prodigiosa y crecer rápidamente.

“Estamos ante la primera observación directa de la masa óptima para arrancar el proceso de formación de estrellas”, explica el Dr. Cooray.

Los modelos de formación de las galaxias tendrán que ser modificados para incorporar estos resultados, gracias a los que los astrónomos estarán un paso más cerca de comprender cómo se forman las galaxias, empezando por la nuestra.

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