Astrónomos han anunciado el descubrimiento de una galaxia extraordinariamente tenue, denominada Candidata a Galaxia Oscura-2 (CDG-2), que podría revolucionar nuestra comprensión de la materia oscura, uno de los componentes más misteriosos del universo. El hallazgo, realizado utilizando el Telescopio Espacial Hubble, junto con datos de Euclid y Subaru, sugiere que CDG-2 está compuesta por un asombroso 99.9% de materia oscura, convirtiéndola en una de las galaxias con mayor proporción de esta sustancia esquiva jamás detectada.
La materia oscura, aunque invisible, constituye aproximadamente cinco veces más masa que la materia “normal” – la que forma estrellas, planetas y todo lo que podemos observar directamente. Su existencia se infiere a través de sus efectos gravitacionales sobre la materia visible, actuando como una especie de “pegamento” cósmico que mantiene unidas las estructuras del universo. Si bien la mayoría de las galaxias, incluida la nuestra, están dominadas por la materia oscura, en algunos casos esta proporción es tan extrema que resulta en galaxias con muy pocas estrellas, haciéndolas extremadamente difíciles de detectar. Estas galaxias de bajo brillo superficial han sido objeto de estudio desde la década de 1980, pero CDG-2 parece ocupar un lugar único dentro de esta categoría.
Dayi Li, investigador postdoctoral en estadística y astrofísica de la Universidad de Toronto y autor principal del estudio publicado en *The Astrophysical Journal Letters*, explica que las galaxias de bajo brillo superficial, aunque tenues, aún emiten algo de luz. Sin embargo, una “galaxia oscura” se sitúa en el extremo opuesto del espectro, careciendo prácticamente de cualquier señal luminosa o estructura discernible. Aunque no existe una definición estricta de galaxias oscuras, su existencia es predicha por las teorías de materia oscura y las simulaciones cosmológicas. Li aclara que CDG-2, aunque no es una galaxia oscura “pura”, se acerca mucho a ese régimen, superando las expectativas sobre la tenue luminosidad que una galaxia podría mantener.
La detección de CDG-2 fue posible gracias a un enfoque innovador: la búsqueda de cúmulos globulares. Estos son grupos densos y esféricos de estrellas muy antiguas, considerados los restos de la primera generación de formación estelar. Los cúmulos globulares son relativamente brillantes, incluso si la galaxia que los alberga es tenue, y observaciones previas han sugerido una correlación entre su presencia y la cantidad de materia oscura en una galaxia. Dado que CDG-2 parece albergar muy pocas estrellas, los investigadores razonaron que la masa necesaria para mantener unidos los cúmulos globulares debía provenir de la materia oscura.
El equipo de investigación identificó un conjunto de cuatro cúmulos globulares dentro del Cúmulo de Perseo, un vasto grupo de miles de galaxias inmerso en una nube de gas, uno de los objetos más grandes conocidos en el universo. Observaciones adicionales revelaron un tenue resplandor o halo alrededor de los cúmulos, lo que sugiere la presencia de una galaxia subyacente.
La pregunta clave es cómo una galaxia puede terminar con tan pocas estrellas y una proporción tan alta de materia oscura. Los astrónomos creen que, después de la formación de los cúmulos globulares en las primeras etapas de la galaxia, galaxias más grandes en su entorno le arrebataron el gas de hidrógeno necesario para formar nuevas estrellas. Sin este combustible, la galaxia quedó reducida a un halo de materia oscura y los cuatro cúmulos globulares supervivientes, convirtiéndose en un “esqueleto” o “fantasma” de una galaxia que nunca alcanzó su potencial.
Este proceso de “despojo” de gas explica la extrema tenue luminosidad de CDG-2. Li estima que la galaxia es aproximadamente seis millones de veces más brillante que nuestro sol, pero solo el 0.005% tan brillante como nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, cuyo brillo equivale a unos 20.000 millones de veces el brillo solar.
La búsqueda de cúmulos globulares podría ser una nueva y prometedora estrategia para identificar galaxias oscuras potenciales, que se cree que son abundantes en el universo. Sin embargo, se necesitan más observaciones para confirmar las propiedades físicas de CDG-2 y determinar con precisión su contenido de materia oscura. El Telescopio Espacial James Webb podría ser crucial para este propósito.
La importancia de estudiar galaxias oscuras potenciales radica en que ofrecen una visión casi prístina del comportamiento de la materia oscura. Neal Dalal, investigador del Perimeter Institute for Theoretical Physics en Waterloo, Ontario, Canadá, quien no participó en el estudio, explica que en galaxias grandes como la Vía Láctea, las estrellas y el gas pueden influir significativamente en la distribución de la materia oscura, dificultando la separación de sus efectos. En cambio, en galaxias extremadamente tenues como CDG-2, la escasez de materia ordinaria permite estudiar el comportamiento de la materia oscura con mayor claridad.
Robert Minchin, astrónomo del National Radio Astronomy Observatory, destaca la originalidad del método utilizado para encontrar CDG-2, utilizando los cúmulos globulares como “faros” en la oscuridad. Reconoce que buscar luz en galaxias oscuras puede parecer paradójico, pero enfatiza que estas galaxias no son completamente oscuras, sino “mayormente oscuras”. La mayoría de los candidatos a galaxias oscuras se han identificado utilizando radiotelescopios para buscar gas de hidrógeno, pero este método no detectaría galaxias como CDG-2, que han perdido su gas.
Yao-Yuan Mao, profesor asistente de física y astronomía de la Universidad de Utah, considera que el hallazgo es “muy emocionante” y que el tenue resplandor observado en las imágenes del Hubble sugiere que se trata de un objeto cohesivo, en lugar de una alineación casual de cúmulos globulares.
Confirmar a CDG-2 como una galaxia oscura requerirá mediciones precisas de su contenido de materia oscura, lo cual sigue siendo un desafío debido a su gran distancia. Sin embargo, este descubrimiento abre una nueva ventana para explorar los misterios de la materia oscura y comprender mejor la estructura y evolución del universo. La búsqueda de estas galaxias fantasma podría revelar secretos fundamentales sobre la naturaleza de la materia oscura y su papel en la formación de las galaxias.
