En las últimas semanas los astrofísicos que estudian galaxias están debatiendo fervientemente un resultado científico muy controvertido publicado a finales de marzo. Un grupo internacional de astrofísicos liderado por Pieter van Dokkum, de la Universidad de Yale (EE.UU.), publicaron en la famosa revista científica Nature sus polémicas observaciones de una pequeña galaxia, NGC1052-DF2, que parece no tener materia oscura.

¿Dónde está la polémica? La materia oscura es unas 5 veces más abundante en el Universo que la materia normal que constituye los átomos, pero aún desconocemos su naturaleza. De acuerdo con los modelos cosmológicos, la materia oscura es lo que hizo crear las galaxias como las conocemos hoy día. Al comienzo de los tiempos la materia del Universo no estaba distribuida de forma homogénea por el espacio, sino que aparecieron pequeños grumos repartidos de forma aleatoria por el Cosmos. Estas regiones más densas de materia tenían únicamente materia oscura: por entonces las altas densidades y temperaturas del espacio hacían que la materia ordinaria y la luz estuviesen acopladas. Cuando el espacio se enfrió y la materia ordinaria y a luz se separaron, la materia ordinaria (compuesta por átomos de hidrógeno y helio únicamente) empezó a caer dentro de los grumos de materia oscura. Estas estructuras fueron creciendo poco a poco, acretando más materia y haciendo que el hidrógeno y el helio, que formaba el gas difuso del Cosmos, llegaran a condensar y formar estrellas. Se crearon así las primitivas galaxias. Todas ellas estaría en el centro de una región más o menos grande de materia oscura.

Dicho de otra manera: de acuerdo a los modelos cosmológicos, todas las galaxias del Universo tienen que tener materia oscura. De ahí la polémica de las observaciones de NGC1052-DF2.

¿Qué sabemos de esta pequeña galaxia? Fue descubierta por el equipo de Pieter van Dokkum usando el telescopio Dragonfly Telescope Array (Nuevo México, EE.UU.), un curioso instrumento formado por 24 objetivos de fotografía muy luminosos de la marca Canon. Juntos hacen un telescopio muy particular: es muy luminoso y a la vez cubre un campo muy grande (varias veces el tamaño de la luna llena). Las observaciones con el Dragonfly Telescope Array permiten encontrar objetos muy poco luminosos, como galaxias enanas muy difusas en los alrededores de galaxias más grandes. Así fue como se descubrió NGC1052-DF2 cerca de la galaxia elíptica NGC 1052. Localizada a unos 63 millones de años luz, en la constelación de la Ballena (Cetus), NGC 1052 es una galaxia elíptica peculiar porque aún posee formación estelar y es rica en gas, poseyendo un núcleo de galaxia activo asociado a formación estelar intensa.

Posteriormente, los investigadores consiguieron observaciones en los telescopios hawaianos Gemini Norte (de 8 metros de tamaño) y Keck (de 10 metros de tamaño), además de observaciones usando el Telescopio Espacial Hubble. Confirmaron así la naturaleza difusa de NGC 1052-DF2, obteniéndose imágenes muy profundas que mostraban muchos detalles. Curiosamente, el brillo de NGC 1052-DF2 es tan tenue que permite ver galaxias mucho más lejanas detrás de ella. En la imagen aparece, por ejemplo, una galaxia espiral en color naranja cerca del centro de NGC 1052-DF2: este galaxia espiral anaranjada está en las profundidades del Cosmos.

Pero la sorpresa vino cuando se analizaron los datos dados por la espectroscopía obtenidos con el telescopio Keck. Estas observaciones, muy distintas que la obtención de imágenes, permiten a los astrofísicos conseguir la información física y química de cualquier objeto del universo. Las imágenes habían permitido distinguir pequeños aglomerados de estrellas que parecían cúmulos globulares alrededor de NGC 1052-DF2. Los datos espectroscópicos de estos objetos permitieron a los investigadores medir la velocidad con la que los cúmulos globulares se movían alrededor de NGC 1052-DF2. Conociendo la velocidad de rotación de un objeto se puede conocer la cantidad de materia (normal y oscura) que posee. Fue así como la astrofísica estadounidense Vera Rubin confirmó la existencia de materia oscura en galaxias cercanas: las partes externas de las galaxias se movían más rápido de lo esperado, y para explicarlo debía existir materia que no vemos. Desde entonces, todas las observaciones de galaxias que se han hecho han encontrado el mismo patrón: hace falta más materia que la que vemos para explicar cómo giran.

Pero éste no es el caso de NGC 1052-DF2: la velocidad de rotación de los cúmulos globulares parece indicar que no hace falta materia oscura para explicar cómo gira. Esto es, sólo con el número de estrellas detectadas en esta galaxia enana se puede justificar su movimiento. Parece así que NGC 1052-DF2 no posee materia oscura.

POLÉMICA SERVIDA

¿Pero es esto de verdad así? La polémica de estas observaciones ha sido tal que varios grupos independientes han reanalizado los datos publicados por Pieter van Dokkum en Nature. Casi todos sostienen que el análisis no ha sido correcto y que, cuando se realiza asumiendo otros criterios, sí aparece la componente de materia oscura en NGC 1052-DF2. En cualquier caso, parece que la mayor fuente de incertidumbre es la distancia a la que se encuentra esta galaxia enana. Al encontrarse aparentemente cerca de NGC 1052, se ha asumido que está más o menos a su distancia (63 millones de años luz). Pero en un artículo independiente los mismos investigadores comentan que los cúmulos globulares observados son raros y muy brillantes, muy parecidos al famoso cúmulo globular Omega Centauri. Muchos astrofísicos están indicando que quizá está ahí el problema: en realidad NGC 1052-DF2 no está asociada a NGC 1052, sino mucho más cerca de nosotros. Esta hipótesis resolvería a la vez el problema de la peculiaridad del brillo de los cúmulos globulares y que no se detecte materia oscura (o muy poca) en ella. Si la galaxia está más cerca, la masa en forma de estrellas que se ha determinado por las imágenes se estaría sobrestimando, y la proporción de materia oscura sería más importante. Sólo nuevas observaciones que permitan calcular la distancia podrán confirmar definitivamente qué es lo que la galaxia enana NGC 1052-DF2 tiene de peculiar.