Nuevo descubrimiento apunta a una teoría alternativa de la gravedad

Las perturbaciones en las galaxias enanas de uno de los grupos de galaxias más cercanas a la Tierra sugieren una teoría diferente de la gravedad.

Las galaxias enanas son galaxias pequeñas y tenues que a menudo se encuentran en o cerca de galaxias más grandes o cúmulos de galaxias. Como resultado, pueden verse afectados por los efectos de la atracción de sus compañeros más grandes.

“Ofrecemos una forma innovadora de probar el modelo estándar en función de la magnitud galaxias enanas dijo Elena Asensio, quien tiene un Ph.D. estudiante en Universidad de Bonn y autor principal de la historia.

Las mareas ocurren cuando la gravedad de un objeto atrae diferentes áreas de otro objeto de manera diferente. Estos son comparables a las mareas de la Tierra, que se forman cuando la Luna ejerce una atracción más fuerte sobre el lado de la Tierra que mira hacia la Luna.

El cúmulo de Fornax alberga un gran número de galaxias enanas. Observaciones recientes indican que muchas de estas enanas aparecen distorsionadas como si el entorno del cúmulo las hubiera perturbado. «Tales perturbaciones en las enanas de Fornax no se esperan de acuerdo con el modelo estándar», dijo Pavel Krupa, profesor de la Universidad de Bonn y la Universidad Charles de Praga. «Esto se debe a que, según el Modelo Estándar, los halos de materia oscura de estos enanos deberían protegerlos parcialmente de las mareas agitadas por la masa».

Los científicos examinaron la cantidad esperada de turbulencia de las enanas, que está determinada por sus características internas y su distancia desde el centro del cúmulo gravitacionalmente fuerte. Las galaxias grandes y de baja masa, así como las galaxias cercanas al centro del cúmulo, son fáciles de atascar o destruir. Compararon los resultados con la cantidad de turbulencia que se muestra en las fotos que tomó Observatorio Europeo Austral Telescopio de exploración VLT.

“La comparación mostró que si uno quería explicar las observaciones en el modelo estándar”, dijo Elena Ascencio, “los enanos de Fornax deben ser destruidos por la gravedad desde el centro de masa, incluso cuando las mareas que levantan sobre el enano son sesenta y cuatro veces más débil que la gravedad propia de la enana.” Esto no solo es evidente, sino que también contradice estudios previos, que encontraron que la fuerza externa necesaria para perturbar una galaxia enana es aproximadamente la misma que la fuerza de gravedad propia de la enana.

Contradicción con el Modelo Estándar

A partir de esto, los autores concluyen que, en el modelo estándar, la morfología observada de los enanos de Fornax no puede explicarse de manera autoconsistente. Repitieron el análisis utilizando la dinámica milgromiana (MOND). En lugar de asumir halos de materia oscura que rodean a las galaxias, la teoría MOND propone una corrección de la dinámica newtoniana en la que la gravedad experimenta un impulso en un régimen de baja aceleración.

«No estábamos seguros de que las galaxias enanas fueran capaces de sobrevivir en el duro entorno de una multitud galáctica en MOND, debido a la ausencia de halos protectores de materia oscura en este modelo -admitió la Dra. Indranel Panik de la Universidad de St Andrews- «pero nuestros resultados muestran una concordancia notable entre las observaciones y el pronóstico de MOND del nivel de desorden de las enanas de Fornax».

Aku Venhola de la Universidad de Oulu (Finlandia) y Stephen Miski del Observatorio Europeo Austral, quienes son coautores del estudio, dijeron.

Esta no es la primera vez que un estudio que examina el efecto de la materia oscura en la dinámica y la evolución de las galaxias concluye que las observaciones se explican mejor cuando no están rodeadas de materia oscura. «La cantidad de publicaciones que muestran incompatibilidad entre las observaciones y el modelo de materia oscura aumenta cada año. Es hora de comenzar a invertir más recursos en teorías más prometedoras», dijo Pavel Krupa, miembro de las áreas de investigación interdisciplinaria «Modelado» y «Materia». ” en la Universidad de Bonn.

Dr. Hongsheng Zhao de Universidad de St. Andrews Y agregó: «Nuestros resultados tienen implicaciones importantes para la física básica. Esperamos encontrar más enanos perturbados en otros grupos, una predicción que otros equipos deberían verificar».

Referencia: «La distribución de las galaxias enanas del cúmulo de Fornax y sus galaxias indican que carecen de materia oscura» Por Elena Ascencio, Indranel Banik, Stephen Miski, Aku Venhola, Pavel Krupa y Hongsheng Zhao, 25 de junio de 2022, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stac1765