Nube-9: un nuevo objeto celeste encontrado por el Hubble

«Ésta es la historia de una galaxia fallida», afirmó el investigador principal del programa, Alejandro Benítez-Llambay, de la Universidad Milano-Bicocca de Milán, Italia. «En ciencia, normalmente aprendemos más de los fracasos que de los éxitos. En este caso, no ver estrellas es lo que prueba que la teoría es correcta. Nos dice que hemos encontrado en el Universo local un componente primordial de una galaxia que no se ha formado».

«Esta nube es una ventana al Universo oscuro», explicó el miembro del equipo Andrew Fox de AURA/STScI para la Agencia Espacial Europea. «Sabemos por la teoría que se espera que la mayor parte de la masa del Universo sea materia oscura, pero es difícil detectar este material oscuro porque no emite luz. Cloud-9 nos ofrece una visión poco común de una nube dominada por materia oscura».

El objeto se llama Nube HI de reionización limitada o ‘RELHIC’. El término ‘HI’ se refiere al hidrógeno neutro, y ‘RELHIC’ describe una nube de hidrógeno natal de los primeros días del Universo, un residuo fósil que no ha formado estrellas. Durante años, los científicos han estado buscando evidencia de un objeto fantasma como el que se propuso en teoría. Pero sólo cuando se volvieron Hubble hacia la nube pudieron confirmar que efectivamente no tiene estrellas.

«Antes de que usáramos el Hubble, se podría argumentar que ésta es una galaxia enana débil que no podíamos ver con telescopios terrestres. Simplemente no profundizaron lo suficiente en sensibilidad para descubrir estrellas», explicó el autor principal Gagandeep Anand del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI), Baltimore, EE.UU. “Pero con el Hubble Cámara avanzada para encuestaspodemos determinar que no hay nada allí”.

El descubrimiento de esta nube reliquia fue una sorpresa. «Entre nuestros vecinos galácticos, podría haber algunas casas abandonadas», dijo Rachael Beaton del STScI, que también forma parte del equipo de investigación.

Se cree que las RELHIC son nubes de materia oscura que no pudieron acumular suficiente gas para formar estrellas. Representan una ventana a las primeras etapas de la formación de galaxias. Cloud-9 sugiere la existencia de muchas otras estructuras pequeñas dominadas por materia oscura en el Universo: otras galaxias fallidas. Este descubrimiento proporciona nuevos conocimientos sobre los componentes oscuros del Universo que son difíciles de estudiar mediante observaciones tradicionales, que se centran en objetos brillantes como estrellas y galaxias.

5 mil millones de masas solares

Los científicos han estado estudiando las nubes de hidrógeno cerca de la Vía Láctea durante muchos años, y estas nubes tienden a ser mucho más grandes e irregulares que la Nube-9. En comparación con otras nubes observadas, Cloud-9 es más pequeña, más compacta y muy esférica, lo que la hace lucir muy diferente de otras nubes.

El núcleo de este objeto está compuesto de hidrógeno neutro y tiene unos 4.900 años luz de diámetro. El gas hidrógeno en la Nube-9 tiene aproximadamente 1 millón de veces la masa del Sol. Pero si la presión del gas equilibra la gravedad de la nube de materia oscura, como parece ser, la Nube-9 debe estar fuertemente dominada por la materia oscura, de aproximadamente 5 mil millones de masas solares.

Cloud-9 es un ejemplo de estructuras y misterios que no involucran estrellas. Sólo mirar las estrellas no da una imagen completa. El estudio del gas y la materia oscura ayuda a proporcionar una comprensión más completa de lo que sucede en estos sistemas que de otro modo no se sabría.

Desde el punto de vista de la observación, identificar estas galaxias fallidas es un desafío porque los objetos cercanos las eclipsan. Estos sistemas también son vulnerables a efectos ambientales como la extracción por presión de ariete, que puede eliminar el gas a medida que la nube se mueve a través del espacio intergaláctico. Estos factores reducen aún más las cifras esperadas.

galaxia fallida

Cloud-9 fue descubierto hace tres años como parte de un estudio de radio realizado por el Telescopio Esférico de Apertura de Quinientos Metros (FAST) en Guizhou, China, un hallazgo confirmado posteriormente por el Telescopio Green Bank y las instalaciones del Very Large Array en los Estados Unidos. A diferencia de la cultura del hemisferio occidental, el apodo ‘Nube-9’ no tiene significado para los chinos. Simplemente fue nombrada secuencialmente, ya que fue la novena nube de gas identificada en las afueras de una galaxia espiral cercana, Messier 94 (M94).

La nube está cerca de M94 y parece tener una asociación física con la galaxia. Los datos de radio de alta resolución muestran ligeras distorsiones del gas, lo que posiblemente indica una interacción entre la nube y la galaxia.

Cloud-9 puede llegar a formar una galaxia en el futuro, dependiendo de si se vuelve más masiva. Si fuera mucho más grande, se habría colapsado, habría formado estrellas y se habría convertido en una galaxia que no sería diferente de cualquier otra galaxia que vemos. Si fuera mucho más pequeño, el gas podría haberse dispersado e ionizado y no quedaría mucho. Pero está en un punto óptimo donde también podría permanecer como RELHIC.

Este hallazgo promueve la comprensión de la formación de galaxias, el Universo temprano y la naturaleza de la propia materia oscura. La falta de estrellas en este objeto proporciona una ventana única a las propiedades intrínsecas de las nubes de materia oscura. Se espera que la rareza de tales objetos y el potencial para futuros estudios mejoren el descubrimiento de más de estas «galaxias fallidas» o «reliquias», lo que permitirá conocer mejor el Universo temprano y la física de la materia oscura.

Este resultado ha sido publicado en Las cartas del diario astrofísico.

El Telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.