Descubren desde el Teide una galaxia casi oscura escondida en el cúmulo de Virgo

ASTROFÍSICA / COSMOLOGÍA.

Tiene el tamaño de una galaxia enana y apenas dos millones de masas solares en estrellas. Su centro brilla menos que el propio cielo nocturno del observatorio que la encontró.

Recreacion artistica de una galaxia casi oscura en el cumulo de Virgo, con un brillo superficial cercano al del propio fondo del cielo. Foto: Nano Banana / Scruzcampillo.

Hay objetos que no se descubren: se tropieza uno con ellos. Eso es justo lo que ocurrió en el Observatorio del Teide, en Tenerife, mientras el Two-meter Twin Telescope (TTT) apuntaba a otra cosa y en las imágenes apareció una mancha difusa que no encajaba con nada conocido. Un equipo internacional liderado desde el Instituto de Astrofísica de Canarias identificó esa mancha como una galaxia entera, según el estudio firmado por Minh Ngoc Le, Ignacio Trujillo y Mireia Montes.

Una galaxia que se confunde con el cielo.

En el cúmulo de Virgo, a unos 54 millones de años luz, el telescopio TTT del Observatorio del Teide se topó por casualidad con una galaxia que apenas emite luz. Tiene tamaño de enana y masa estelar de aldea. Lo que la mantiene unida no se ve.

1. TTT J1237327+143535 mide unos 2.900 años luz de radio efectivo y solo suma 2,2 millones de masas solares en estrellas.
2. Su centro brilla a 27,9 magnitudes por segundo de arco cuadrado, por debajo del fondo del cielo nocturno del Teide.
3. El equipo del Instituto de Astrofísica de Canarias no la buscaba: apareció en imágenes tomadas para otro objetivo.
4. Sobrevivir a las mareas de Virgo exige un halo de materia oscura dominante, una deducción, no una medida directa.
5. Falta la distancia espectroscópica: su pertenencia al cúmulo se apoya por ahora en fotometría, no en velocidad radial.
6. El Observatorio Vera C. Rubin debería encontrar muchas más durante la próxima década.

El objeto se llama TTT J1237327+143535 y vive en el cúmulo de Virgo, a unos 54 millones de años luz. Su rareza, si es que se le puede llamar así, es que casi no brilla. Su centro emite menos luz por cada porción de cielo que el propio fondo nocturno de un observatorio de primer nivel, y ahí está la explicación de por qué llevaba ahí toda la vida sin que nadie la catalogara.

Una mancha que nadie estaba buscando.

La detección no formaba parte de ningún rastreo dedicado. El equipo trabajaba con fotometría ultraprofunda en banda g y encontró una fuente extendida que no era luz difusa del cúmulo ni un reflejo del instrumento. El matiz no es menor, porque en observación profunda casi todo lo que asoma al límite del ruido termina siendo un artefacto.

Descartar esa posibilidad exigió un control minucioso del fondo de cielo y de la luz dispersa. Lo que quedó al final fue una estructura real, con un perfil de brillo coherente y medible. Y es que la frontera entre un fantasma instrumental y una galaxia se juega exactamente ahí, en la calibración.

"Nadie buscaba esta galaxia. Apareció en imágenes tomadas para otra cosa, al límite mismo de lo que un telescopio puede separar del fondo del cielo".

Qué significa que una galaxia sea casi oscura.

El término técnico es almost-dark galaxy, y conviene precisarlo porque se presta a titulares falsos. No hablamos de una galaxia invisible ni de un objeto sin estrellas: tiene estrellas, y se han medido una por una en el perfil fotométrico. Lo llamativo es cuántas tiene para el espacio que ocupa.

Las cifras lo dejan claro. El radio efectivo ronda los 0,9 kilopársecs, unos 2.900 años luz, un tamaño perfectamente normal para una galaxia enana extendida. La masa estelar se queda en unos 2,2 millones de masas solares, una cantidad ridícula para semejante superficie. Es como repartir un puñado de bombillas por un estadio entero y pretender iluminarlo.

Recreacion artistica del contraste entre la escasa componente estelar de una galaxia casi oscura y el halo de materia oscura que la mantiene unida. Foto: Nano Banana / Scruzcampillo.

De ahí la importancia del brillo superficial, que es la magnitud clave de todo este asunto. No mide cuánta luz emite el objeto en total, sino cuánta llega por cada porción de cielo. Con 27,9 magnitudes por segundo de arco cuadrado, su centro queda por debajo del brillo del cielo nocturno, así que no se resuelve con más aumento, sino con más profundidad y mejor calibración.

"No es una linterna lejana. Es una niebla apenas más luminosa que la oscuridad que la rodea, y esa es justo la razón por la que faltaba en los catálogos".

Por qué sigue entera en un sitio tan hostil.

Aquí entra en escena la materia oscura. El cúmulo de Virgo no es un vecindario tranquilo: las fuerzas de marea de un entorno tan denso desmontan cualquier estructura poco cohesionada, y lo hacen en escalas de tiempo cortas. Un objeto con tan pocas estrellas debería haber sido desgarrado hace mucho si esa fuera toda su masa.

La deducción directa es que no lo es. Para mantenerse ligado en Virgo, el sistema necesita un halo de materia oscura que domine con holgura sobre la componente luminosa. Conviene marcar la frontera con honestidad: eso es una inferencia sólida a partir de la dinámica conocida, no una medida directa de la masa oscura de este objeto en concreto.

El caso tampoco es único. Ya se conocían galaxias sin estrellas o casi, sobre todo en el entorno cercano de la Vía Láctea y Andrómeda, con ejemplos como And XXI o And XXIII. La novedad está en encontrar una de estas estructuras a 54 millones de años luz y dentro de un cúmulo denso, y no en un rincón tranquilo del Grupo Local.

Lo que todavía no está medido.

Conviene no adelantarse. La pertenencia de TTT J1237327+143535 al cúmulo se apoya en una asociación fotométrica estadísticamente sólida, no en una distancia espectroscópica confirmada. Una medida de velocidad radial sería la que cerrase del todo la cuestión, y ese trabajo sigue pendiente.

Tampoco hay respuesta cerrada sobre su origen. Los candidatos habituales incluyen la pérdida temprana del gas por procesos internos, el barrido del medio intracumular al atravesar la región central y una formación estelar truncada casi desde el principio. Ninguno de esos mecanismos queda demostrado por estas observaciones, que miden luz y tamaño, no historia evolutiva.

"Lo que se ha medido es una galaxia con muy poca luz para su tamaño. Lo que se deduce es un halo dominante. Lo que se ignora, todavía, es cómo llegó a ser así".

Un censo que está a punto de empezar.

Un objeto aislado no derriba una cosmología, pero sí corrige un recuento. Si faltan galaxias enteras en los catálogos ópticos, faltan también en las comparaciones entre observación y modelos de estructura a gran escala. El denominador importa tanto como el numerador.

Ahí es donde entran los supertelescopios de la próxima década. El Observatorio Vera C. Rubin, con su rastreo LSST, está diseñado precisamente para barrer el cielo una y otra vez y acumular la profundidad que estos objetos exigen. Rubin debería convertir hallazgos sueltos como este en una muestra estadística de galaxias casi oscuras repartidas por los cúmulos, si las predicciones se cumplen.

Mientras tanto, el caso del Teide deja una idea incómoda y bastante estimulante. Buena parte del censo de galaxias enanas podría estar escondida justo por debajo del umbral en el que dejamos de mirar. La pregunta ya no es si existen más objetos así, sino cuántos y desde cuándo llevan ahí.

Por: Santiago Campillo Brocal. Biólogo. Máster en Biología Molecular y Biotecnología, Director de Muy Interesante Digital.

Sitio Fuente: MuyInteresante