Un nuevo documento presentado en la conferencia de la American Astronomical Society de esta semana promete arrojar algo de luz, por así decirlo, sobre la búsqueda de materia oscura en galaxias individuales. El modelo actual de materia oscura fría en el Universo es extremadamente exitoso cuando se trata de mapear la sustancia misteriosa a grandes escalas, pero no a escalas galácticas y subgalácticas. Hoy temprano, el Dr. Sukanya Chakrabarti de la Florida Atlantic University describió una nueva forma de mapear la materia oscura observando ondas en los discos de hidrógeno de las grandes galaxias. Su trabajo finalmente puede permitir a los astrónomos usar sus observaciones de materia ordinaria para investigar la distribución de la materia oscura en escalas más pequeñas.
Las galaxias espirales se componen típicamente de un disco, que está hecho de materia normal (bariónica) y contiene la protuberancia central y los brazos espirales, y un halo, que rodea el disco y contiene materia oscura. En los últimos años, se han llevado a cabo encuestas como THINGS (realizada por el Very Large Array de NRAO) para analizar la distribución de hidrógeno en los discos galácticos cercanos. El año pasado, el Dr. Chakrabarti utilizó tales encuestas para investigar la forma en que las pequeñas galaxias satélites afectan los discos de las galaxias más grandes como M51, la galaxia Whirlpool. Pero el verdadero premio radica en investigar lo que los astrónomos no pueden ver. Chakrabarti comentó: "Desde los años 70, por observaciones de curvas de rotación planas, hemos sabido que las galaxias tienen halos masivos de materia oscura, pero hay muy pocas sondas que nos permitan descubrir cómo se distribuye". Ahora ha ampliado su investigación para hacer precisamente eso.
Los astrónomos creen que la distribución de densidad de la materia oscura se basa en un parámetro llamado radio de escala. Resulta que variar este parámetro afecta visiblemente la forma del disco de hidrógeno de la galaxia cuando se tiene en cuenta la influencia de las galaxias enanas que pasan.
"Las ondas en los discos de gas externos sirven para actuar como un espejo de la distribución subyacente de la materia oscura", dijo Chakrabarti. Al variar el radio de escala del halo de materia oscura de M51, Chakrabarti pudo ver cómo afectaría la forma y distribución del hidrógeno atómico en su disco. Descubrió que los radios a gran escala dan lugar a galaxias con un halo de materia oscura que se vuelve gradualmente más difuso a medida que se extiende a lo largo del disco. Esto hace que el hidrógeno en el disco se enrolle muy flojamente alrededor del bulbo central de la galaxia. Por el contrario, los radios a pequeña escala tienen perfiles de densidad que se caen mucho más abruptamente.
"Los perfiles de densidad más pronunciada son más efectivos para aferrarse a sus" cosas "", explicó Chakrabarti, "y por lo tanto tienen una forma de espiral en espiral mucho más apretada".
El mapa de Chakrabarti de la distribución de la materia oscura en el halo de M51 es consistente con los modelos teóricos existentes, lo que la hace creer que este método puede ser extremadamente útil para los astrónomos que intentan sondear la esquiva sustancia invisible que constituye casi una cuarta parte de nuestro Universo. . Una preimpresión de su artículo está disponible en ArXiv.
