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Galaxia ultra difusa

NGC 1052-DF2, una galaxia ultra difusa.

Una galaxia ultradifusa ( UDG ), o galaxia oscura , [1] es una galaxia de luminosidad extremadamente baja , cuyo primer ejemplo fue descubierto en el cercano cúmulo de Virgo por Allan Sandage y Bruno Binggeli en 1984. [a] Estas galaxias han sido estudiadas durante muchos años antes de su cambio de nombre en 2015. Su falta de luminosidad se debe a la falta de gas formador de estrellas, lo que hace que estas galaxias sean reservorios de poblaciones estelares muy antiguas. [3] [4]

Según los descubrimientos confirmados en 2018, esta clase de galaxias incluye ambos extremos del contenido de materia oscura : algunas UDG consisten casi en su totalidad de materia oscura (una galaxia de este tipo puede tener el mismo tamaño y masa que la Vía Láctea , pero un recuento de estrellas visibles de solo el 1 %), [5] mientras que otras UDG parecen estar casi completamente libres de materia oscura. [6]

Ejemplos

Algunas galaxias ultra difusas que se encuentran en el Cúmulo de Coma , a unos 330 millones de años luz de la Tierra, tienen diámetros de 60  kly (18  kpc ) con el 1% de las estrellas de la Vía Láctea . [7] La ​​distribución de las galaxias ultra difusas en el Cúmulo de Coma es la misma que la de las galaxias luminosas; esto sugiere que el entorno del cúmulo despoja a las galaxias del gas, al tiempo que les permite poblar el cúmulo al igual que las galaxias más luminosas. La distribución similar en las zonas de mayor fuerza de marea sugiere una fracción de materia oscura más grande para mantener unidas a las galaxias bajo el mayor estrés. [3]

Dragonfly 44 , una galaxia ultra difusa en el Cúmulo de Coma , es un ejemplo. [4] Las observaciones de su velocidad de rotación sugieren una masa de alrededor de un billón de masas solares , aproximadamente la misma que la masa de la Vía Láctea . Esto también es consistente con alrededor de 90  cúmulos globulares observados alrededor de Dragonfly 44. Sin embargo, la galaxia emite solo el 1% de la luz emitida por la Vía Láctea. [8] El 25 de agosto de 2016, los astrónomos informaron que Dragonfly 44 puede estar hecha casi en su totalidad de materia oscura . [9] [5] [10] Sin embargo, más tarde, la cinemática resuelta espacialmente midió una masa de alrededor de 160 mil millones de masas solares, seis veces menos que las primeras mediciones de masa y 1 orden de magnitud menos que la masa de la Vía Láctea . [11] El trabajo más reciente encontró 20 cúmulos globulares alrededor de la galaxia, lo que es consistente con la medición de masa reciente. [12] [13] La falta de emisiones de rayos X de la galaxia y sus alrededores también muestra que el número de cúmulos globulares no puede ser tan grande como se afirmaba antes. [14]

En 2018, los mismos autores informaron el descubrimiento de que la galaxia ultradifusa NGC 1052-DF2 [b] está libre de  materia oscura , basándose en mediciones de velocidad de su sistema de ~10 cúmulos globulares . [16] [6] Concluyeron que esto puede descartar algunas teorías de gravedad alternativas como la dinámica newtoniana modificada , pero deja otras teorías, como el efecto de campo externo aún posibles. Simulaciones detalladas en el marco de la dinámica newtoniana modificada confirman que NGC 1052-DF2 es bastante consistente con las expectativas teóricas. [17]

En 2021, se informó que AGC 114905, una galaxia enana ultradifusa a unos 250 millones de años luz de distancia, casi no tenía materia oscura. [18] Sin embargo, esta conclusión depende en gran medida de que la galaxia tenga una inclinación moderada de 32° entre el disco y los planos del cielo, que se estima a partir de la apariencia algo ovalada. Utilizando simulaciones detalladas de AGC 114905 en la teoría de gravedad alternativa conocida como Dinámica Newtoniana Modificada , se demostró que una galaxia de disco con sus propiedades puede parecer ligeramente ovalada incluso si se ve de frente debido a la autogravedad del disco, en cuyo caso la curva de rotación podría ser mucho más alta y la galaxia podría ser bastante consistente con las expectativas teóricas. [19] Es poco probable que haya una inclinación sobreestimada si las galaxias están dominadas por materia oscura porque entonces el disco no es autogravitante, por lo que debería ser casi circular cuando se ve de frente. [20]

Véase también

Notas al pie

  1. ^ Las UDG son un subconjunto de las esferoidales enanas y las elípticas enanas y, como tales, son un nombre redundante para un tipo de galaxia ya bien estudiado. [2]
  2. ^ NGC 1052-DF2 había sido previamente identificado en placas fotográficas por Karachentsev et al. en 2000. [15]

Referencias

  1. ^ Overbye, Dennis (26 de enero de 2024). "¿Cómo se llama una galaxia sin estrellas? A la materia oscura y la energía oscura, añádanse las galaxias oscuras, conjuntos de estrellas tan dispersos y débiles que son prácticamente invisibles". The New York Times . Archivado desde el original el 26 de enero de 2024.
  2. ^ Conselice, Christopher J. (marzo de 2018). "Las galaxias ultradifusas son un subconjunto de las galaxias enanas elípticas/esferoidales de los cúmulos". Notas de investigación de la AAS . 2 (1): 43. arXiv : 1803.06927 . Bibcode :2018RNAAS...2...43C. doi : 10.3847/2515-5172/aab7f6 . ISSN  2515-5172. S2CID  55462455.
  3. ^ ab "Los astrónomos descubren 854 galaxias ultraoscuras en el famoso cúmulo de Coma". Science Daily . 22 de junio de 2015.
  4. ^ ab "Los científicos descubren las galaxias más esponjosas". phys.org. 14 de mayo de 2015.
  5. ^ ab Hall, Shannon (25 de agosto de 2016). «La galaxia fantasma está compuesta en un 99,99 por ciento de materia oscura y casi no tiene estrellas». New Scientist . Consultado el 27 de agosto de 2016 .
  6. ^ ab van Dokkum; et al. (2018). "Una galaxia sin materia oscura". Nature . 555 (7698): 629–632. arXiv : 1803.10237 . Bibcode :2018Natur.555..629V. doi :10.1038/nature25767. PMID  29595770. S2CID  4460376.
  7. ^ "Los científicos del Keck descubren las galaxias más esponjosas". Space Daily. 18 de mayo de 2015.
  8. ^ Crosswell, Ken (26 de julio de 2016). «Revelada la gemela oscura de la Vía Láctea». Nature News . Consultado el 30 de julio de 2016 .
  9. ^ van Dokkum, Pieter; et al. (25 de agosto de 2016). "Una dispersión de alta velocidad estelar y ~100 cúmulos globulares para la galaxia ultradifusa Dragonfly 44". The Astrophysical Journal Letters . 828 (1): L6. arXiv : 1606.06291 . Código Bibliográfico :2016ApJ...828L...6V. doi : 10.3847/2041-8205/828/1/L6 . S2CID  1275440.
  10. ^ Feltman, Rachael (26 de agosto de 2016). «Se ha descubierto una nueva clase de galaxia, compuesta casi en su totalidad de materia oscura». The Washington Post . Consultado el 26 de agosto de 2016 .
  11. ^ Van Dokkum, Pieter; Wasserman, Asher; Danieli, Shany; Abrahán, Roberto; Brodie, Jean; Conroy, Charlie; Forbes, Duncan A.; Martín, Cristóbal; Matuszewski, Matt; Romanowsky, Aaron J.; Villaume, Alexa (2019). "Cinemática estelar resuelta espacialmente de la galaxia ultradifusa Dragonfly 44. I. Observaciones, cinemática y ajustes de halo de materia oscura fría, Peter van Dokkum et al. 2019". La revista astrofísica . 880 (2): 91. arXiv : 1904.04838 . doi : 10.3847/1538-4357/ab2914 . S2CID  119185644.
  12. ^ Saifollahi, Teymoor; Trujillo, Ignacio; Beasley, Michael A.; Peletier, Reynier F.; Knapen, Johan H. (2020). ""El número de cúmulos globulares alrededor de la icónica UDG DF44 es el esperado para las galaxias enanas", Saifollahi et al. 2020". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . arXiv : 2006.14630 . doi : 10.1093/mnras/staa3016 .
  13. ^ "Se resuelve el rompecabezas de la extraña galaxia compuesta en un 99,99% de materia oscura".
  14. ^ Bogdán, Ákos (2020). "La galaxia ultradifusa arquetípica, Dragonfly 44, no es una Vía Láctea oscura". The Astrophysical Journal Letters . 901 (2): L30. arXiv : 2009.07846 . Código Bibliográfico :2020ApJ...901L..30B. doi : 10.3847/2041-8213/abb886 . ISSN  2041-8205. S2CID  221761669.
  15. ^ Karachentsev, ID; Karachentseva, VE; Suchkov, AA; Grebel, EK (2000). "Candidatos a galaxias enanas encontrados en el sondeo del cielo SERC EJ". Astron. Astrophys. Suppl. Ser . 145 (3): 415–423. Bibcode :2000A&AS..145..415K. doi : 10.1051/aas:2000249 .
  16. ^ Parks, Jake (21 de octubre de 2019). "Hubble revela nueva evidencia de galaxias controvertidas sin materia oscura". Revista Discover .
  17. ^ Haghi, manguera; Kroupa, Pavel; Banik, Indranil; Wu, Xufen; Zonoozi, Akram H.; Javanmardi, Behnam; Ghari, Amir; Müller, Oliver; Dabringhausen, Jörg; Zhao, Hongsheng (14 de agosto de 2019). "Una nueva formulación del efecto de campo externo en MOND y simulaciones numéricas de galaxias enanas ultradifusas: aplicación a NGC 1052-DF2 y NGC 1052-DF4". Avisos mensuales de la Real Sociedad Astronómica . 487 (2): 2441–2454. arXiv : 1906.03268 . Código Bib : 2019MNRAS.487.2441H. doi : 10.1093/mnras/stz1465 . Revista de Ciencias Sociales y Humanidades (Revista  de Ciencias Sociales y Humanidades).
  18. ^ "Aparecen evidencias de galaxias libres de materia oscura". Phys.org . 6 de diciembre de 2021 . Consultado el 21 de septiembre de 2024 .
  19. ^ "Un nuevo enfoque sobre la rotación de las galaxias salva la controvertida teoría de la gravedad". Universidad de St Andrews . 19 de mayo de 2022 . Consultado el 21 de septiembre de 2024 .
  20. ^ Sellwood, JA; Sanders, RH (28 de junio de 2022). "La galaxia ultradifusa AGC 114905 necesita materia oscura". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 514 (3): 4008–4017. arXiv : 2202.08678 . doi : 10.1093/mnras/stac1604 . ISSN  0035-8711.

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