Ubicado a unos 380.000 años luz de la Tierra, el Cráter 2 es una de las galaxias satélite más grandes de la Vía Láctea. Extremadamente frío y con estrellas que se mueven lentamente, el Cráter 2 tiene un brillo superficial bajo. Aún no está claro cómo se originó esta galaxia.

«Desde su descubrimiento en 2016, ha habido muchos intentos de reproducir las características inusuales del Cráter 2, pero ha demostrado ser muy difícil», dijo Hai-Bo Yu, profesor de física y astronomía en la Universidad de California, Riverside. , cuyo equipo ya está trabajando. en el artículo publicado en Cartas de diarios astrofísicos.

Una galaxia satélite es una galaxia más pequeña que orbita una galaxia más grande. La materia oscura constituye el 85% de la materia del universo y, bajo la influencia de la gravedad, puede formar una estructura esférica llamada halo de materia oscura. Invisible, un halo impregna y rodea una galaxia como el Cráter 2. El hecho de que el Cráter 2 sea extremadamente frío indica que su densidad de halo es baja.

Yu explicó que el Cráter 2 se desarrolló en el campo de mareas de la Vía Láctea y experimentó interacciones de marea con la galaxia similares a cómo los océanos de la Tierra experimentan fuerzas de marea debido a la gravedad de la Luna. En teoría, las interacciones de mareas pueden reducir la densidad de los halos de materia oscura.

Sin embargo, mediciones recientes de la órbita del Cráter 2 alrededor de la Vía Láctea sugieren que la fuerza de la interacción de marea es demasiado débil para reducir la densidad de materia oscura de la galaxia satélite para que coincida con sus mediciones, si la materia oscura está hecha de materia fría y sin colisiones. partículas como se esperaba de la teoría dominante de la materia oscura fría, o CDM.

«Otro enigma es cómo el Cráter 2 podría tener un tamaño tan grande porque las interacciones de las mareas reducirían el tamaño a medida que la galaxia satélite evoluciona en el campo de mareas de la Vía Láctea», dijo Yu.

Yu y su equipo invocan otra teoría para explicar las características y el origen del Cráter 2. Esto se llama materia oscura autointeractúa o SIDM, y puede explicar de manera convincente las diversas distribuciones de la materia oscura. Propone que las partículas de materia oscura interactúan entre sí a través de la fuerza oscura, chocando violentamente entre sí cerca del centro de la galaxia.

«Nuestro trabajo muestra que SIDM puede explicar las características inusuales del Cráter 2», dijo Yu. «El mecanismo principal es que la autointeracción de la materia oscura termaliza el halo del cráter 2 y crea un núcleo de densidad poco profundo, es decir, la densidad de la materia oscura se aplana en radios pequeños. En contraste, la densidad del halo CDM aumentaría rápidamente hacia el centro galáctico.»

Según Yu, en el caso de SIDM, la fuerza relativamente pequeña de la interacción de marea, consistente con lo que se puede esperar de las mediciones orbitales del Cráter 2, es suficiente para reducir la densidad de materia oscura del Cráter 2, lo cual es consistente con las observaciones. .

«Es importante destacar que el tamaño de la galaxia también se está expandiendo en el halo SIDM, lo que explica el gran tamaño del Cráter 2», dijo Yu. «Las partículas de materia oscura sólo están más débilmente unidas en el halo SIDM al núcleo que en el halo CDM ‘estrecho’. Nuestro trabajo sugiere que SIDM es mejor que CDM para explicar la formación del Cráter 2».

Daneng Yang de la UCR y Xingyu Zhang y Haipeng An de la Universidad Tsinghua en China participaron en el estudio de Yu.

La investigación de Yu contó con el apoyo de la Fundación John Templeton y el Departamento de Energía de Estados Unidos.



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