La distribución de la materia normal determina con precisión la aceleración gravitatoria de todos los tipos comunes de galaxias

Buenos Aires-(Nomyc)-Investigadores demostraron que esta relación de aceleración radial existe en las galaxias esféricas de alta masa elíptica y de baja masa, basándose en el descubrimiento del año pasado de esta relación en galaxias espirales e irregulares. Esto proporciona apoyo adicional de que la relación equivale a una nueva ley natural, dicen los investigadores.

“Esto demuestra que en realidad tenemos una ley universal para los sistemas galácticos”, explicó Federico Lelli, ex becario de postgrado astronómico en Case Western Reserve University y actualmente miembro del European Southern Observatory.

“Esto es similar a la ley de Kepler para los sistemas planetarios, que no se preocupa por las propiedades específicas del planeta, ya sea que el planeta sea rocoso como la Tierra o gaseoso como Júpiter, la ley se aplica”, continuó Lelli.

En este caso, la aceleración observada se correlaciona estrechamente con la aceleración gravitacional de la masa visible, con independencia del tipo de galaxia, es decir que, si los astrónomos miden la distribución de la materia normal, conocen la curva de rotación y viceversa.

“Pero aún no está claro qué significa esta relación y cuál es su origen fundamental”, agregó Lelli.

Los investigadores encontraron que en 153 galaxias espirales e irregulares, 25 elípticas y lenticulares y 62 esferoidales enanos, la aceleración observada se correlaciona estrechamente con la aceleración gravitacional esperada de la masa visible.

Las desviaciones observadas de esta correlación no están relacionadas con ninguna propiedad específica de la galaxia, pero son completamente aleatorias y consistentes con los errores de medición, encontró el equipo.

La estrechez de esta relación es difícil de entender en términos de materia oscura como se entiende actualmente, dijeron los investigadores.

También desafía la comprensión actual de la formación y evolución de las galaxias, en la que se producen al mismo tiempo muchos procesos aleatorios como las fusiones e interacciones de galaxias, entradas y salidas de gas, formación de estrellas y supernovas.

“La regularidad debe emerger de algún modo de este caos” agregó Lelli.

Para hacer su descubrimiento, los investigadores combinaron diferentes trazadores de la aceleración centrípeta encontrados en diferentes tipos de galaxias, de los cuales hicieron comparaciones una a una.

Los trazadores cinemáticos eran gases fríos en galaxias espirales e irregulares, estrellas o gas caliente en elípticas y lenticulares, y estrellas gigantes individuales en esferoidales enanos.

La investigación incluyó galaxias esferoidales llamadas ultra-débiles, pero debido a su falta de luz, que los hace difíciles de estudiar, los investigadores no pueden confiar en ofrecer una interpretación clara de la relación de aceleración radial en estos.

Sin embargo, la creciente prueba de la relación, o ley natural, requiere nuevos pensamientos sobre la materia oscura y la gravedad, dijeron los investigadores.

“Dentro del paradigma estándar de la materia oscura, esta ley implica que la materia visible y la materia oscura deben estar estrechamente unidas en galaxias a nivel local e independientemente de las propiedades globales, deben conocerse mutuamente”, dijo Lelli.

“Dentro de modelos alternativos como la gravedad modificada, esta ley representa una restricción empírica clave y puede guiar a los físicos teóricos a construir alguna extensión matemática apropiada de la Relatividad General de Einstein” continuó el espefcialista.

Lelli y sus colegas planean probar la relación en galaxias más distantes, unos pocos miles de millones de años después del big bang. Ellos esperan aprender si la misma relación se mantiene durante la vida del Universo.

El estudio se publica en línea en Astrophysical Journal.
Nomyc-3-3-17