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Tan fascinante y misteriosa: la materia oscura existe, las observaciones refutan explicaciones alternativas.

Tan fascinante como misteriosa, la materia oscura es uno de los grandes enigmas de la astrofísica y la cosmología. Se cree que representa el 90 por ciento de la materia en el universo, pero su existencia se ha demostrado solo de manera indirecta y recientemente se ha cuestionado.

Una nueva investigación realizada por SISSA elimina las dudas recientes sobre la presencia de materia oscura en las galaxias, refutando las relaciones empíricas en apoyo de teorías alternativas. El estudio, publicado en Astrophysical Journal, también ofrece nuevas perspectivas para comprender la naturaleza de la materia oscura y su relación con la materia común.

Desde la expansión del universo hasta el movimiento de las estrellas en las galaxias, hay muchos fenómenos que no pueden explicarse solo por la presencia de materia bariónica. La fuerza atractiva generada por la materia es insuficiente para explicar los efectos gravitacionales observables. Esto había llevado a la teoría de la existencia de materia oscura indetectable, y la idea de que las galaxias están incrustadas en su halo esférico.

«Hace tres años, algunos colegas de la Universidad Case Western Reserve cuestionaron enérgicamente nuestra comprensión del universo y el trabajo en profundidad de muchos investigadores, poniendo en duda la existencia de materia oscura en las galaxias», explica Chiara Di Paolo, un doctorado. estudiante de astrofísica en SISSA.

«Al analizar las curvas de rotación de 153 galaxias, principalmente del tipo espiral ‘clásico’, obtuvieron una relación empírica entre la aceleración gravitacional total de las estrellas (observada) y el componente que observaríamos en presencia de solo materia ordinaria. En la teoría clásica newtoniana.

Esta relación empírica, que parecía válida en todas las galaxias que analizaron y en cualquier radio galáctico, motivó la explicación de la aceleración gravitacional sin poner necesariamente en tela de juicio la materia oscura, pero involucrando, por ejemplo, teorías de la gravedad modificada, como la dinámica newtoniana modificada (MOND). ). »

Di Paolo y sus colaboradores querían verificar esta relación, analizando las curvas de rotación de las galaxias distintas de la espiral clásica: 72 galaxias con bajo brillo superficial (LSB) y 34 galaxias con discos enanos. Ellos produjeron resultados más extensos, encontrando una relación que, además de la aceleración gravitacional total y su componente ordinario, también involucra el radio galáctico y la morfología de las galaxias.

«Hemos estudiado la relación entre la aceleración total y su componente ordinario en 106 galaxias, obteniendo resultados diferentes a los observados anteriormente», explica Paolo Salucci, profesor de astrofísica en SISSA y uno de los autores de la investigación. «Esto no solo demuestra la inexactitud de la relación empírica descrita anteriormente, sino que también elimina dudas sobre la existencia de materia oscura en las galaxias. Además, la nueva relación encontrada podría proporcionar información crucial sobre la comprensión de la naturaleza de este componente indefinido».

Referencia: The Astrophysical Journal.
Fuente: International School of Advanced Studies (SISSA).
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