Los astrónomos que trabajan con el Telescopio Espacial Hubble han detectado un tipo de objeto cósmico completamente nuevo. Es una nube rica en gas y dominada por materia oscura, pero que no contiene estrellas. Los científicos creen que es un remanente de las primeras etapas de formación de galaxias. El objeto, conocido como “Cloud-9”, es el primer ejemplo confirmado de este tipo en el universo.
“Esta es la historia de una galaxia fallida”, dijo Alejandro Benítez-Lambe, investigador principal del programa de la Universidad de Milano-Bicocca en Milán, Italia. “En ciencia, normalmente aprendemos más del fracaso que del éxito. En este caso, no ver estrellas demuestra que la teoría es correcta. Nos dice que hemos encontrado los bloques de construcción primordiales de una galaxia en el universo local que nunca se formó”.
Un raro vistazo al universo oscuro
“Esta nube es una ventana al universo oscuro”, explica Andrew Fox, miembro del equipo de AURA/STScI de la Agencia Espacial Europea. “Sabemos por la teoría que se espera que la mayor parte de la masa del Universo sea materia oscura, pero esta materia oscura es difícil de detectar porque no emite luz. Cloud-9 nos ofrece una visión poco común de una nube dominada por materia oscura”.
Cloud-9 pertenece a una categoría conocida como Nubes HI limitadas por reonización o “RELHIC”. El término “HI” se refiere al hidrógeno neutro, mientras que “RELHIC” describe una nube de hidrógeno que se formó en el universo temprano y que no procedió a formar estrellas. Los científicos han predicho la existencia de tales objetos durante años, pero la confirmación directa ha sido difícil de alcanzar. Sólo después de observar la Nube-9 con el Hubble los investigadores pudieron verificar que efectivamente no contenía estrellas.
Descartando una galaxia enana oculta
“Antes de que usáramos el Hubble, se podría argumentar que era una galaxia enana débil que no podíamos ver con telescopios terrestres. Simplemente no eran lo suficientemente sensibles para revelar las estrellas”, explica el autor principal Gagandeep Anand del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI), Baltimore, EE.UU. “Pero con la cámara avanzada del Hubble para realizar mediciones, descubrimos que no había nada allí”.
El descubrimiento en sí tomó por sorpresa a los investigadores. “Entre nuestros vecinos galácticos, puede haber algunas casas abandonadas”, dijo Rachel Beaton del STScI, que también forma parte del equipo de investigación.
Se cree que los RELHIC son estructuras de materia oscura que no han acumulado suficiente gas para desencadenar la formación de estrellas. Debido a esto, preservan el estado del universo primitivo. Cloud-9 apunta a la posible existencia de muchos otros objetos pequeños dominados por materia oscura, a menudo descritos como galaxias fallidas. Proporcionan nuevos conocimientos sobre partes del universo estudiado que siguen siendo difíciles de observar porque la mayoría de los telescopios enfocan estrellas y galaxias brillantes.
Una medida gigante invisible
Las nubes de hidrógeno cercanas a la Vía Láctea se han estudiado durante décadas, pero la mayoría son mucho más grandes y de forma más irregular que la Nube-9. Por el contrario, la Nube-9 es pequeña, densa y casi esférica, lo que le da una apariencia distinta de otras nubes de gas conocidas.
En su centro, Cloud-9 contiene hidrógeno neutro que se extiende por unos 4.900 años luz. La masa del gas hidrógeno por sí sola es aproximadamente 1 millón de veces la del Sol. Si la presión del gas está efectivamente equilibrada por la atracción gravitacional de la materia oscura circundante, entonces la materia oscura debería representar la mayor parte de la masa del objeto. Según este equilibrio, Cloud-9 contiene alrededor de 5 mil millones de masas solares.
¿Por qué son importantes los objetos sin estrellas?
Cloud-9 resalta qué parte del universo existe fuera de las estrellas. La observación de la luz de las estrellas por sí sola no revela la imagen completa. Al examinar juntos el gas y la materia oscura, los científicos pueden comprender mejor los sistemas que de otro modo permanecerían ocultos.
Las galaxias fallidas como Cloud-9 son difíciles de encontrar porque los objetos brillantes cercanos a menudo superan su débil señal. Estos sistemas también son susceptibles a efectos ambientales como la extracción por presión de ariete, que puede eliminar el gas a medida que atraviesan el espacio intergaláctico. Estos desafíos ayudan a explicar por qué tales objetos parecen ser raros.
Descubrimientos con radiotelescopios
Cloud-9 se detectó por primera vez hace tres años durante un estudio de radio realizado con el Telescopio Esférico de Apertura de Quinientos Metros (FAST) en Guizhou, China. El descubrimiento fue confirmado posteriormente utilizando el Telescopio Green Bank y el Very Large Array de EE. UU. El nombre “Nube-9” no tiene significado cultural en China y fue asignado porque era la novena nube de gas identificada en la región exterior de la galaxia espiral Messier 94 (M94).
La nube está cerca de M94 y parece estar físicamente conectada a la galaxia. Las observaciones de radio de alta resolución revelan ligeras distorsiones en el gas, lo que puede ser evidencia de interacciones entre Cloud-9 y su vecino más grande.
Una galaxia que aún puede estar formándose
Que Cloud-9 se convierta eventualmente en una galaxia depende de si gana masa adicional. Si fuera más grande, la gravedad lo habría colapsado hace mucho tiempo y se habrían formado estrellas. Si fuera mucho más pequeño, su gas podría haberse disipado e ionizado, dejando poco detrás. En cambio, existe en un rango estrecho que le permite sobrevivir como RELHIC.
El descubrimiento avanza en la comprensión de cómo se forman las galaxias, cómo evolucionó el universo primitivo y cómo se comporta la materia oscura. Como Cloud-9 no tiene estrellas, permite a los científicos estudiar las propiedades de las nubes de materia oscura sin interferencia de la luz de las estrellas. A medida que avancen los estudios futuros, los investigadores esperan descubrir más de estas raras reliquias, que proporcionarán conocimientos más profundos sobre la estructura oculta del universo y la física de la materia oscura.
