Se ha explicado el extraño descubrimiento de dos galaxias “idénticas” en el espacio profundo

Las galaxias son algo así como huellas dactilares o copos de nieve. Hay muchos y pueden tener mucho en común, pero no hay dos exactamente iguales.

Entonces, en 2013, cuando se vieron dos galaxias una al lado de la otra en los confines del universo que se veían asombrosamente similares, los astrónomos estaban confundidos.

Ahora, finalmente han resuelto el misterio de estas cosas extrañas. “objetos idénticos” La respuesta puede tener implicaciones para la comprensión materia oscura.

El objeto, ahora llamado Objeto Hamilton, fue descubierto por accidente por el astrónomo Timothy Hamilton de la Universidad Estatal Shawnee, en datos obtenidos por el Telescopio Espacial Hubble hace casi una década.

Las dos galaxias parecían tener la misma forma, con aproximadamente las mismas franjas oscuras paralelas a través del bulbo galáctico, la región central de la galaxia donde viven la mayoría de las estrellas.

“Estábamos tan confundidos” Hamilton dijo. “Mi primer pensamiento fue que podrían haber estado interactuando con galaxias con los brazos extendidos. No era realmente conveniente, pero tampoco sabía en qué pensar”.

Una respuesta más razonable no surgió hasta 2015. El astrónomo Richard Griffiths de la Universidad de Hawai, al ver a Hamilton presentar su cuerpo en una reunión, sugirió que el culpable podría ser un fenómeno poco común: las lentes gravitacionales.

Este es un fenómeno completamente causado por la alineación accidental de objetos masivos en el espacio. Si un objeto masivo se encuentra directamente entre nosotros y un objeto más lejano, el efecto de aumento es causado por la curvatura gravitacional del espacio-tiempo alrededor del objeto más cercano.

Cualquier luz que luego viaja a través de este espacio-tiempo que sigue esta curvatura y entra en nuestros telescopios se difumina y distorsiona en diversos grados, pero también a menudo se magnifica y duplica.

Diagrama de lente gravitacional. (NASA, ESA y L. Sidewalk)

Esto tenía más sentido que dos galaxias idénticas, especialmente cuando Griffiths encontró otra galaxia duplicada (como se puede ver en la imagen de abajo).

Sin embargo, quedaba un problema importante: ¿Qué causó la curvatura de la gravedad? Entonces Griffiths y su equipo se propusieron buscar datos de escaneo del cielo para un objeto lo suficientemente grande como para producir un efecto de lente.

Y lo encontraron. Entre nosotros y el objeto de Hamilton se esconde un cúmulo de galaxias que solo han sido mal documentadas. Estos descubrimientos suelen ir en sentido contrario: primero se determina la masa, luego los astrónomos buscan galaxias con una lente detrás.

El trabajo del equipo reveló que el objeto de Hamilton está a unos 11 mil millones de años luz de distancia, y el trabajo de un equipo diferente reveló que el cúmulo está a unos 7 mil millones de años luz de distancia.

Los investigadores determinaron que la galaxia en sí es una galaxia espiral con barras cuyo borde mira hacia nosotros y sufre una formación estelar irregular y desigual. Luego, las simulaciones por computadora ayudaron a determinar que las tres imágenes duplicadas solo podrían generarse si la distribución de la materia oscura era uniforme a pequeña escala.

(Joseph DePasquale / STScI)

“Es genial que solo necesitemos dos imágenes invertidas para obtener una medida de cuán grumosa está o no la materia oscura en estas posiciones”. La astrónoma Jenny Wagner dijo: de la Universidad de Heidelberg en Alemania.

“Aquí, no estamos usando ningún modelo de lente. Solo tomamos notas de las múltiples imágenes y el hecho de que se pueden convertir entre sí. Se pueden plegar entre sí mediante nuestro método. Y eso realmente nos da una idea de lo suave que es la materia oscura en estas dos posiciones “.

Las dos imágenes idénticas se crearon una al lado de la otra porque abarcan una ‘ondulación’ en el espacio-tiempo, una región de mayor aumento causada por la gravedad de un filamento de materia oscura. Se cree que estos hilos conectan el universo a una vasta e invisible red cósmica, unen galaxias y cúmulos de galaxias y los alimentan con gas hidrógeno.

Pero en realidad no sabemos qué es la materia oscura, por lo que cualquier nuevo descubrimiento que nos permita determinar dónde está, cómo se distribuye y cómo afecta el espacio a su alrededor es otro punto de evidencia que eventualmente nos ayudará a resolver el misterio. .

“Sabemos que es una forma de materia, pero no tenemos idea de qué está hecha la partícula”. Griffith explicó.

“Así que no sabemos cómo se comporta en absoluto. Solo sabemos que tiene masa y está sujeto a la gravedad. La importancia de los límites de tamaño sobre la aglomeración o la suavidad es que nos da algunas pistas sobre lo que podría ser una partícula. Cuanto más pequeña sea la materia oscura, más partículas debe ser la masa “.

La búsqueda fue publicada en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.