Las galaxias pequeñas sin materia oscura causaron un gran revuelo hace algunos unos años. Pero ahora se han encontrado por primera vez pruebas de que también existe una galaxia muy grande sin materia oscura. Y eso no encaja en absoluto con el modelo estándar de la cosmología.
La galaxia en cuestión es NGC 1277. Se trata de una galaxia en forma de espiral situada a unos 220 millones de años luz de la Tierra. En 2018 se descubrió que no se están formando nuevas estrellas, sino que la galaxia está compuesta únicamente por estrellas viejas, formadas hace miles de millones de años.
Se trata de la llamada galaxia reliquia, lo que significa que no ha interactuado en absoluto con otras galaxias. Probablemente, sea un resto de una galaxia gigante que se formó en el universo primitivo.
Sin materia oscura
Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de La Laguna han descubierto que NGC 1277 no contiene materia oscura. Es la primera vez que en una galaxia tan grande (su masa es varias veces mayor que la de nuestra Vía Láctea) no se encuentran evidencias de esa parte del universo, aUniversidad de La Lagunahora tan conocida pero invisible. “Esto no encaja con los modelos cosmológicos actuales que asumen la existencia de materia oscura”, explicó el investigador principal, Sebastién Comerón.
En efecto, según el modelo estándar, las galaxias muy grandes contienen cantidades sustanciales de materia oscura. Esta materia oscura es básicamente invisible. Podemos observarla debido a la fuerte gravedad que la materia ejerce sobre las estrellas y el gas cercanos.
Un rompecabezas desafiante
Así, en la antigua galaxia NGC 1277 no se ha encontrado esta materia. “La razón por la que decidimos estudiar NGC 1277 con un espectrógrafo es que nos ayuda a entender cómo se formaron las primeras galaxias”, explica Comerón.
Esto permitió a los investigadores medir el movimiento de las estrellas hasta 20 000 años luz fuera de la galaxia y deducir que no podía haber más de un 5 % de materia oscura en el radio observado, y probablemente ninguna materia oscura.
Esto va en contra de los modelos actuales. En efecto, estos suponen que una galaxia del tamaño de NGC 1277 debería tener al menos un 10 % de materia oscura, con un máximo del 70 %. “La discrepancia entre las observaciones y lo que esperábamos es un enigma, y quizá incluso un desafío al modelo estándar”, afirma el investigador Ignacio Trujillo.
Dos explicaciones insatisfactorias
Entonces, ¿no hay ninguna explicación posible para la falta de materia oscura? Sí, ciertamente, el artículo menciona incluso dos. “Una posibilidad es que la interacción de la gravedad con el medio intergaláctico circundante haya hecho desaparecer la materia oscura”, explica la investigadora Anna Ferré-Mateu. “La otra explicación es que la materia oscura fuera expulsada del sistema cuando NGC 1277 se formó a partir de protoestructuras hace mucho tiempo”.
Pero para los autores, ninguna de las dos explicaciones es satisfactoria, “así que el enigma de cómo puede formarse una galaxia masiva sin materia oscura sigue siendo un rompecabezas por ahora”, dice Comerón, que sigue investigando el misterio con su equipo.
Sin excepciones
Si NGC 1277 no contiene materia oscura, no supone en absoluto una confirmación para los modelos alternativos que afirman, por ejemplo, que la materia oscura no existe en absoluto. “Aunque la materia oscura pueda perderse en una galaxia específica, una ley de la gravedad modificada debe ser universal. No puede haber excepciones, por lo que una galaxia sin materia oscura es una refutación de este tipo de alternativa a la materia oscura”, concluye.
Más galaxias sin materia oscura
Anteriormente, el Hubble ya confirmó que existen galaxias sin materia oscura. El telescopio observó entonces la galaxia NGC 1052-DF2, pero no es la única. Ya en 2018, por ejemplo, los investigadores sugirieron que la galaxia NGC 1052-DF4 tampoco tiene casi materia oscura. Y otros investigadores descubrieron otras 19 galaxias enanas en 2020 que parecen no contener apenas materia oscura. Sin embargo, todas estas eran galaxias relativamente pequeñas, por lo que ahora también se ha encontrado una que es de tamaño mega.