Cómo un nuevo sistema estelar ayudaría a comprender los efectos de la materia oscura en el Universo

Un descubrimiento realizado por un equipo de astrónomos de la Universidad de Victoria y la Universidad de Yale abrió las puertas a nuevos interrogantes y cambios de paradigma en lo que respecta a nuestro entendimiento del universo.

Gracias al potente Observatorio W. M. Keck y el Telescopio Canadá-Francia-Hawái (CFHT, por sus iglas en inglés), que están ubicados cerca del volcán inactivo Maunakea en Hawái, y al Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái Pan-STARRS (Telescopio de Rastreo Panorámico y Sistema de Respuesta Rápida) en Haleakalā, Maui, los investigadores lograron detectar una formación de estrellas fuera de lo común. Los hallazgos fueron publicados en The Astrophysical Journal.

Con el nombre provisional Ursa Major III / UNIONS 1 (UMa3 / U1), el pequeño conjunto de 60 estrellas que orbita la Vía Láctea es el más débil que se conoce hasta la fecha. Se estima que los astros tienen más de 10.000 millones de años. Con una extensión de tan solo 10 años luz de diámetro, tiene 16 veces la masa del sol. Esto representa alrededor de 15 veces menos masa que la galaxia enana más pequeña.

Este cúmulo está en la constelación de la Osa Mayor, la cual se encuentra a unos 30.000 años luz del sol, según explica Simon Smith, estudiante graduado de astronomía en la Universidad de Victoria y autor principal del estudio, en un comunicado de prensa emitido por Observatorio W. M. Keck. Agrega que “UMa3/U1 había escapado a la detección hasta ahora debido a su luminosidad extremadamente baja”. Fue posible captar su luz tenue gracias a la información obtenida por el Ultraviolet Near Infrared Optical Northern Survey (UNIONS) en CFHT y Pan-STARRS.

Para descartar que se trate solamente de un grupo de estrellas similares, el equipo utilizó el Espectrógrafo Multiobjeto de Imágenes Profundas (DEIMOS) del Observatorio Keck y confirmó que UMa3/U1 es un sistema ligado gravitacionalmente. Esto significa que las estrellas se mueven en conjunto, con velocidades similares y químicas parecidas.

Su nombre compuesto se debe a que los científicos todavía no pudieron determinar con certeza su composición, por ende no saben si se trata de una galaxia enana o de un cúmulo estelar. En el primero de los casos se nombraría a esta formación como la constelación en la que fue hallada, es decir Osa Menor III. Pero, si se tratase de un cúmulo estelar ultradébil debe llamarse como el proyecto de sondeo mediante el cual se pudo descubrir, que sería el “UNIONS”.

La especificación sobre su naturaleza depende de la presencia o ausencia de materia oscura en el sistema. “Este descubrimiento puede desafiar nuestra comprensión de la formación de galaxias y tal vez incluso la definición de una ‘galaxia’”, comenta Smith.

¿Producto de la materia oscura o cúmulo estelar efímero?

La “materia oscura” es un tipo de materia que ocuparía el 85% del espacio, y no emite ningún tipo de radiación electromagnética ni interactúa con ella. Según algunos teóricos, sería la responsable de los movimientos de las estrellas y de la creación de las galaxias, entre otras cosas.

El modelo Lambda Cold Dark Matter (LCDM) fue propuesto por los científicos para explicar la estructura del universo, la aceleración de su expansión y la radiación de fondo de microondas que se encuentra en todo el espacio. Uno de los puntos que se plantean es la posibilidad de que los procesos de formación de las galaxias, como la Vía Láctea, hayan creado una atracción gravitacional que tuvo como resultado la presencia de sistemas estelares que las orbitan. Esta predicción de una de las principales teorías del origen del universo podría ser corroborada por UMa3 / U1.

La unión de estas estrellas podría ser el resultado de la presencia de materia oscura que evitaría una dispersión causada por la fuerte gravedad que ejerce la Vía Láctea. Esta teoría todavía requiere de más observaciones para confirmarse. “Emocionantemente, una dispersión tentativa en las velocidades entre las estrellas del sistema puede apoyar la conclusión de que UMa3 / U1 es una galaxia dominada por la materia oscura, una posibilidad tentadora que esperamos escudriñar con más observaciones de Keck”, destacó el estudiante graduado de la Universidad de Yale Will Cerny, segundo autor del estudio. Un estudio explica las implicaciones de UMa3/U1 en la teoría LCDM.

Otra hipótesis contempla la posibilidad de que no haya materia oscura y que el cúmulo de estrellas se haya captado en el momento justo antes de que desaparezca.

En un comunicado publicado en la página del Observatorio W. M. Keck explican que “con el primer escenario, lograr la confirmación directa de UMa3/U1 como un sistema estelar de satélites débil, antiguo y dominado por la materia oscura sería una hazaña emocionante porque apoyaría una predicción en la teoría principal para el origen del universo”.

Este pequeño conjunto de estrellas, contenga materia oscura o no, propone un cambio de paradigma alrededor de las clasificaciones de sistemas estelares. Es posible que existan más de su tipo y que no hayan podido ser detectados hasta ahora debido a su baja luminosidad. Futuras observaciones e investigaciones son necesarias para eliminar las ambigüedades al respecto, aclararon los expertos.