La mayoría de las galaxias resplandecen con miles de millones de estrellas, iluminando el universo a través de vastas distancias. Sin embargo, un pequeño y peculiar grupo apenas emite luz. Se trata de las galaxias de baja luminosidad superficial, sistemas tan débiles que son difíciles de detectar y tan dispersas en estrellas que la materia oscura constituye la mayor parte de su masa.
Uno de estos objetos ocultos, conocido como CDG-2, podría ser una de las galaxias con mayor predominio de materia oscura jamás identificadas. (La materia oscura es una forma invisible de materia que no refleja, emite ni absorbe luz). El descubrimiento fue publicado en The Astrophysical Journal Letters.
Cómo los astrónomos encontraron CDG-2
Detectar galaxias tan tenues es extremadamente desafiante. David Li, de la Universidad de Toronto, Canadá, y sus colegas recurrieron a análisis estadísticos avanzados para buscar pistas. En lugar de buscar directamente la débil luz estelar, buscaron agrupaciones compactas de cúmulos globulares, que son colecciones densas y esféricas de estrellas que típicamente orbitan galaxias. Estos cúmulos pueden actuar como marcadores, sugiriendo que una galaxia débil podría estar escondida cerca.
Utilizando este enfoque, el equipo identificó 10 galaxias de baja luminosidad superficial previamente confirmadas, junto con dos candidatos adicionales a galaxias oscuras.
Confirmando la galaxia con Hubble, Euclid y Subaru
Para verificar uno de los candidatos, los astrónomos recurrieron a tres potentes observatorios: el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, el observatorio espacial Euclid de la ESA (Agencia Espacial Europea) y el Telescopio Subaru en Hawái. Las imágenes de alta resolución de Hubble revelaron cuatro cúmulos globulares estrechamente compactados dentro del cúmulo de galaxias de Perseus, ubicado a 300 millones de años luz de la Tierra.
Un análisis más profundo, que combinó datos de Hubble, Euclid y Subaru, reveló un tenue brillo difuso que rodea a los cúmulos. Ese sutil halo de luz proporcionó una fuerte evidencia de la presencia de una galaxia subyacente.
“Esta es la primera galaxia detectada únicamente a través de su población de cúmulos globulares”, afirmó Li. “Bajo supuestos conservadores, los cuatro cúmulos representan toda la población de cúmulos globulares de CDG-2.”
Una galaxia hecha casi enteramente de materia oscura
Las primeras mediciones indican que CDG-2 brilla con el equivalente a la luz de aproximadamente 6 millones de estrellas similares al Sol. Es notable que los cuatro cúmulos globulares representen el 16% de toda la luz visible en la galaxia. Aún más sorprendente, aproximadamente el 99% de la masa total de la galaxia, incluida la materia visible y la materia oscura, parece estar compuesta por materia oscura.
Gran parte del material normalmente necesario para formar estrellas, principalmente gas hidrógeno, probablemente fue despojado por interacciones gravitacionales con otras galaxias en el abarrotado cúmulo de Perseus.
Los cúmulos globulares son extremadamente densos y están fuertemente unidos por la gravedad. Debido a esto, son más capaces de resistir la disrupción de las mareas gravitacionales, lo que los convierte en rastreadores confiables de galaxias débiles y fantasmales como CDG-2.
El futuro de las búsquedas de galaxias de materia oscura
A medida que las grandes exploraciones del cielo continúan expandiéndose con misiones como Euclid, el próximo Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA y el Observatorio Vera C. Rubin, los investigadores están utilizando cada vez más el aprendizaje automático y herramientas estadísticas sofisticadas para examinar enormes volúmenes de datos.
El Telescopio Espacial Hubble ha estado en funcionamiento durante más de 30 años y sigue siendo una piedra angular del descubrimiento astronómico. Es un proyecto conjunto entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, supervisa el telescopio y las operaciones de la misión, con apoyo adicional de Lockheed Martin Space en Denver. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore, operado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, gestiona las operaciones científicas de Hubble para la NASA.
