Un equipo de científicos, liderado por el investigador del IAC y de la Universidad de La Laguna (ULL) Sebastién Comerón, ha descubierto que la galaxia NGC 1277 no contiene materia oscura. Es la primera vez que una galaxia masiva (tiene una masa varias veces la de la Vía Láctea) no muestra evidencia de este componente invisible del universo. “Este resultado no encaja con los modelos cosmológicos actualmente aceptados, que incluyen la materia oscura”, explica Comerón.
En el modelo actual de cosmología estándar, las galaxias masivas contienen cantidades sustanciales de materia oscura, un tipo de materia que no interactúa de la misma manera que la materia normal; la única evidencia de su existencia es la fuerte atracción gravitacional que ejerce sobre las estrellas y el gas cercano, y esta interacción es observable.
NGC 1277 se considera un prototipo de « galaxia reliquia », lo que significa una galaxia que no ha tenido interacciones con sus vecinas. Las galaxias de este tipo son muy raras y se consideran restos de galaxias gigantes que se formaron en los primeros días del universo.
“La importancia de las galaxias reliquia para ayudarnos a comprender cómo se formaron las primeras galaxias fue la razón por la que decidimos observar NGC 1277 con un espectrógrafo de campo integral”, explica Comerón. « A partir de los espectros elaboramos mapas cinemáticos que nos permitieron calcular la distribución de la masa dentro de la galaxia en un radio de unos 20.000 años luz », añade.
El equipo descubrió que la distribución de masa en NGC 1277 era solo la distribución de las estrellas, y de ahí dedujeron que dentro del radio observado no puede haber más del 5% de materia oscura, aunque las observaciones son consistentes con la ausencia total de esta. componente.
Sin embargo, los modelos cosmológicos actuales predicen que una galaxia con la masa de NGC 1277 debería tener al menos el 10 % de su masa en forma de materia oscura, con un máximo del 70 % en esta forma. “Esta discrepancia entre las observaciones y lo que esperaríamos es un rompecabezas, y tal vez incluso un desafío para el modelo estándar”, apunta Ignacio Trujillo, investigador del IAC y la ULL, que participó en el estudio.
El artículo sugiere dos posibles explicaciones para la falta de materia oscura en NGC 1277. « Una es que la interacción gravitatoria con el medio circundante dentro del cúmulo de galaxias en el que se encuentra esta galaxia ha eliminado la materia oscura », comenta Anna Ferré-Mateu, investigador del IAC y de la ULL que también participó en el estudio. « La otra es que la materia oscura fue expulsada del sistema cuando la galaxia se formó por la fusión de fragmentos protogalácticos, lo que dio lugar a la galaxia reliquia ».
Para los autores del estudio ninguna de estas explicaciones es del todo satisfactoria “por lo que el enigma de cómo se puede formar una galaxia masiva sin materia oscura sigue siendo un enigma”, insiste Comerón. Para seguir investigando el misterio, el equipo tiene previsto realizar nuevas observaciones con el instrumento WEAVE del Telescopio William Herschel (WHT) en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en la isla canaria de La Palma.
Si se confirma este resultado, que NGC 1277 no tiene materia oscura, arrojaría fuertes dudas sobre modelos alternativos para la materia oscura, a saber, teorías en las que la gravedad se modifica y la mayor parte de la atracción gravitatoria dentro de las galaxias se debe a una ligero cambio en la ley de la gravedad a gran escala. “Si bien la materia oscura en una galaxia específica puede perderse, una ley de la gravedad modificada debe ser universal, no puede tener excepciones, por lo que una galaxia sin materia oscura es una refutación de este tipo de alternativas a la materia oscura”, señala Trujillo.