Hubble descubre galaxias 'bamboleantes' que contradicen el modelo actual sobre la materia oscura

Los halos de materia oscura, que constituyen el 25% de toda la materia en el Universo y son invisibles, encierran galaxias y cúmulos de galaxias por igual. Los cúmulos de galaxias (también denomiados clusters), son agrupaciones masivas de hasta 1.000 galaxias inmersas en gas intergaláctico caliente y que tienen núcleos muy densos, cada uno con una galaxia masiva llamada 'la galaxia más brillante' (BCG, por sus siglas).

La teoría actual de materia oscura predice que una vez que un cúmulo de galaxias ha vuelto a un estado 'relajado' después de experimentar la turbulencia de un evento de fusión, el BCG no se mueve desde el centro del cúmulo. Se mantiene en su lugar por la enorme influencia gravitacional de la materia oscura.

Pero ahora, se ha descubierto que estos BCG no están fijados en el centro como se esperaba, sino que se mueven alrededor del centro de masa de cada cúmulo mucho después de que el cúmulo de galaxias haya vuelto a un estado relajado después de una fusión. Esto revela que el centro de las partes visibles de cada cúmulo de galaxias y el centro de la masa total del cúmulo --incluido su halo de materia oscura-- se compensan, hasta en 40.000 años luz. El hallazgo ha sido resultado del análisis de diez cúmulos de galaxias.

"Encontramos que los BCG se tambalean alrededor del centro de los halos", explica David Harvey, astrónomo de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, autor principal del artículo, que se publica en 'Monthly Notices of the Royal Astronomical Society'. "Esto indica que, en lugar de una región densa en el centro del cúmulo de galaxias, como lo predice el modelo de materia oscura fría, hay una densidad central mucho más somera --explica--. Es una señal sorprendente de formas exóticas de materia oscura justo en el corazón de los cúmulos de galaxias".

El 'tambaleo' de los BCG sólo podría analizarse en función de que los cúmulos de galaxias estudiados actúen como lentes gravitacionales, pues son tan enormes que deforman el espacio-tiempo lo suficiente como para distorsionar la luz de objetos más distantes detrás de ellos. Este efecto, llamado 'lente gravitacional fuerte', se puede utilizar para hacer un mapa de la materia oscura asociada con el cúmulo, lo que permite a los astrónomos calcular la posición exacta del centro de masa y luego medir el desplazamiento del BCG desde este centro.

Por tanto, si este 'tambaleo' no es un fenómeno astrofísico desconocido y, de hecho, es el resultado del comportamiento de la materia oscura, entonces es inconsistente con el modelo estándar de materia oscura y sólo puede explicarse si las partículas de materia oscura pueden interactuar entre sí, lo que supone una "fuerte contradicción" con la comprensión que se tiene en la actualidad sobre la materia oscura. En líneas generales, este hallazgo puede indicar que se necesita una nueva física fundamental para resolver su misterio.

Según afirma el también investigador en la EPFL, Frederic Courbin, coautor del estudio, los astrónomos esperan con entusiasmo encuestas más amplios, como la encuesta Euclid, que ampliarán el conjunto de datos. "Entonces podremos determinar si la oscilación de las BGC es el resultado de un nuevo fenómeno astrofísico o una nueva física fundamental", concluye Courbin, que confiesa que ambas serían "emocionantes".