Trazando la distribución de materia oscura en nuestra Galaxia

Modelo de la Vía Láctea. En el centro la componente visible (bariónica:
Bulbo, disco y halo), alrededor de éste, el halo de materia oscura.
Crédito: http://astrobob.areavoices.com

Toda galaxia espiral, incluida nuestra Vía Láctea, está compuesta por materia visible (que denominamos bariónica) y materia oscura. La primera se reparte entre el bulbo (componente esferoidal central), el disco (con sus bonitos brazos espirales donde se produce la formación estelar) y el halo (componente esférica que envuelve el disco y está dominada por estrellas viejas y cúmulos globulares). Por el contrario, la materia oscura forma una sóla estructura a modo de halo recubriendo toda la galaxia visible. Es esta materia oscura la que domina la masa de las galaxias espirales (y del Universo). Mientras que una galaxia típica puede presentar alrededor de 600000 millones de veces la masa del Sol, la masa del halo de materia oscura puede superar en 10 ó 20 veces esta cantidad. Pero, ¿cómo podemos saber más sobre esta componente, su distribución espacial, por ejemplo?

Para ello, debemos estudiar cómo se mueven diversos cuerpos dentro de esta gigantesca bola de materia oscura. Pero no nos sirven cuerpos cualesquiera. El movimiento del Sistema Solar está dominado por la influencia de la materia visible que forma el disco. Las galaxias enanas que rodean nuestra Galaxia (como las nubes de magallanes) podrían ser un buen trazador de la distribución de materia oscura, pero su gran tamaño dificulta sobremanera la aplicación de modelos dinámicos, es decir, dificulta mucho los cálculos.

Cúmulo globular Pal 5 y su cola de marea. Reconstrucción a
partir de datos del Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Crédito:
Fritz & Kallivayalil, 2015.

Hoy día astrofísicos están concentrando sus esfuerzos en estudiar cúmulos globulares (de tamaño mucho menor que las galaxias enanas) que se encuentran en el límite en los confines de la parte visible de la galaxia y cuyo movimiento, por lo tanto, está dominado por el halo de materia oscura. De especial interés son aquellos casos que presentan una "cola" debido a perturbaciones de marea ("tirones" gravitatorios) que rompen el cúmulo globular dejando a sus estrellas formando una fina franja. Dicha cola presentará muy poca masa y el cúmulo progenitor no le afectará practicamente en nada. Además, su forma, orientación y densidad, así como el movimiento propio (velocidad) del cúmulo, nos darán pistas sobre cómo se distribuye la materia oscura en nuestra Galaxia.

Un grupo de investigadores, estudiando Pal 5, un cúmulo globular poco masivo a las afueras de la Vía Láctea y que presenta una de estas colas, ha podido determinar que el halo de materia oscura que rodea nuestra Galaxia es bastante esférico (como una pelota). Sin embargo, para poder confirmar o desmentir estos hallazgos se necesita del estudio de más objetos asociados a colas de marea en diversas localizaciones dentro de nuestra Galaxia.


Para más información:

1- "The Proper Motion of Palomar 5", 2015, Fritz, T. K. y Kallivayalil, N. ApJ, 811, 2, 123.