Alrededor de la Vía Láctea hay muchas galaxias enanas, que pueden ser miles o incluso millones de veces menos luminosas que la Vía Láctea. En comparación con las galaxias normales o las gigantes, las enanas cuentan con muchas menos estrellas y, por tanto su brillo es inferior.

Estas galaxias de pequeño tamaño han sido el objeto de estudio de un equipo internacional, liderado por Tobias K. Fritz y Giuseppina Battaglia, ambos investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Gracias a los datos recopilados por la sonda espacial Gaia, de la ESA, publicados en abril 2018, han conseguido medir el movimiento de 39 galaxias enanas, determinando la dirección de sus desplazamientos y sus velocidades.

Antes de la publicación de esos datos de la sonda espacial Gaia, no se había podido medir el desplazamiento de 29 de las galaxias que el equipo analizó. Los investigadores encontraron que muchas de ellas se están moviendo en un plano conocido como the vast polar structure (“la gran estructura polar”). “Anteriormente se sabía que en este plano existían muchas galaxias enanas masivas —comenta Fritz, principal autor del artículo científico—, pero ahora sabemos que también existen aquí muchas galaxias menos masivas”.

Battaglia apunta que ‘the vast polar structure’ aún no se entiende por completo. La  concentración de galaxias en su interior es mayor de lo esperado por nuestra comprensión actual del ensamblaje de materia oscura. “En ella se encuentra también la Gran Nube de Magallanes, lo que puede significar que las dos están conectadas”, explica.

Al analizar los datos respectivos al movimiento, el equipo encontró que varias de las galaxias enanas de la muestra presentaban órbitas que las llevan hasta las regiones internas de la Vía Láctea. La atracción gravitatoria que ejerce la Vía Láctea sobre estas galaxias puede compararse con la acción de las mareas. “Es probable que varias de las galaxias enanas estudiadas estén perturbadas por esta marea, alargándose como una corriente. Así se podrían explicar las características observadas en algunos de estos objetos, por ejemplo, en Hércules y Crater II”, señala Fritz. Por otro lado, surgen nuevos interrogantes. “Ciertas galaxias muestran características peculiares —indica Battaglia— que podrían deberse a la perturbación de las mareas (ex Carina I), pero que tienen órbitas que no parecen confirmar esta hipótesis. Quizás debemos postular que estas perturbaciones hayan podido ser causadas por encuentros con otras galaxias enanas”.

Las órbitas determinadas ha permitido detectar que la mayoría de las galaxias del estudio se encuentran cerca del pericentro de su órbita (punto más cercano al centro de la Vía Láctea). Pero la física básica explica que deberían encontrarse más tiempo cerca del apocentro orbital (puntos más lejanos al centro de nuestra galaxia). “Esto sugiere que debe haber muchas galaxias enanas que aún no han sido descubiertas y que se esconden a grandes distancias del centro de la Vía Láctea”, sostiene Fritz.

Las galaxias enanas, además de ser interesantes por sí mismas, son uno de los pocos trazadores de materia oscura que se pueden utilizar en las partes más externas de la Vía Láctea. Se cree que este tipo de materia supone el 80 % de toda la existente en el Universo. Pero no se puede observar directamente, por lo que su detección no es sencilla. Los movimientos de los objetos como las galaxias enanas se pueden utilizar para medir la masa total de materia oscura en un volumen. Para ello, se resta la masa de aquellos objetos luminosos detectados y se obtiene una estimación de la materia oscura presente. De todos estos datos pudieron deducir que la presencia de materia oscura en el halo de la Vía Láctea es muy masiva, pues ronda 1,6 billones de masas solares.

Enlaces de interés:

• Vídeo: Orbits of 39 Milky Way satellites from GAIA DR2. Based on Fritz et al. 2018, A&A, 619, 103.
• Artículo: Fritz, T. K. et al. Gaia DR2 proper motions of dwarf galaxies within 420 kpc Orbits, Milky Way mass, tidal influences, planar alignments, and group infall. Astronomy & Astrophysics. DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/201833343
• Nota de prensa de la Agencia Espacial Europea

Contacto en el IAC:

• Tobias K. Fritz (tfritz [at] iac.es (tfritz[at]iac[dot]es))
• Giuseppina Battaglia (gbattaglia [at] iac.es (gbattaglia[at]iac[dot]es))