Astrónomos confirman tercera galaxia sin materia oscura en formación lineal sin precedentes

La confirmación de que NGC 1052-DF9 carece de materia oscura representa un descubrimiento que desafía los modelos actuales de formación galáctica y ofrece nuevas pistas sobre la naturaleza de uno de los mayores misterios del cosmos, según la investigación liderada por el astrofísico Michael Keim de la Universidad de Yale.

"Casi todas las galaxias del universo están dominadas por materia oscura. Pero DF2, DF4 y ahora DF9 parecen ser excepciones extraordinarias", dijo Keim, quien dirigió la investigación. "Estos hallazgos proporcionan algunas de las evidencias más claras hasta ahora de que estas galaxias se formaron juntas en un evento violento que separó la materia ordinaria de la materia oscura", agregó según el estudio publicado.

La materia oscura constituye aproximadamente cinco veces más masa que la materia ordinaria o bariónica en el universo, según los modelos cosmológicos actuales. Esta sustancia invisible solo interactúa con el universo observable a través de la gravedad, y su existencia se infiere porque la masa visible de estrellas, planetas, galaxias, agujeros negros, polvo y gas no es suficiente para explicar los efectos gravitacionales observados.

Según los modelos actuales de formación galáctica, las galaxias se forman dentro de concentraciones masivas de materia oscura conocidas como halos, que actúan como andamiaje gravitacional ayudando a atraer materia ordinaria. La Vía Láctea, como la mayoría de las galaxias, está envuelta en uno de estos halos de materia oscura.

El descubrimiento de DF9 es el resultado de una serie de hallazgos que comenzaron en 2018, cuando el astrofísico Pieter van Dokkum de la Universidad de Yale publicó un artículo sobre DF2, una galaxia que parecía tener significativamente menos materia oscura de lo esperado. En 2019, van Dokkum y su equipo publicaron otro hallazgo sorprendente: DF4, que mostraba las mismas propiedades que DF2 y estaba ubicada en la misma región del espacio.

En 2022, van Dokkum y colegas, incluyendo a Keim, revelaron que DF2 y DF4 eran parte de una cadena de aproximadamente una docena de galaxias en una formación lineal compacta. En 2025, el siguiente estudio liderado por Keim y van Dokkum reveló que las galaxias en esta cadena se mueven todas a través del espacio de la misma manera.

"Si estas galaxias están relacionadas, y si dos de ellas se comportan como si no tuvieran materia oscura, quizás más de los objetos en la formación tendrían las mismas propiedades", razonaron los investigadores según el estudio.

De las galaxias en la cadena, DF9 destacó como la coincidencia más cercana a DF2 y DF4, con un tamaño, brillo y población de cúmulos estelares similares, lo que la convirtió en el objetivo ideal para probar si otros miembros de la cadena también podrían carecer de materia oscura.

"Una línea de galaxias que carecen de materia oscura nunca se había visto antes", dijo Keim. "El descubrimiento proporciona algunas de las evidencias más fuertes hasta ahora de que estas galaxias se formaron a través de un proceso extremo y nunca antes visto, y ofrece una nueva ventana rara hacia la naturaleza de la materia oscura misma", agregó.

Los investigadores creen que un tipo de evento llamado "colisión de enanas bala" puede ser el responsable de esta formación inusual. Este proceso hipotético involucra dos galaxias enanas que se precipitan una hacia la otra en el espacio. Cuando chocan, las estrellas pasan mayormente unas junto a otras a través de los espacios vacíos.

Se cree que la materia oscura se comporta de manera similar, por lo que los dos halos de materia oscura también pasarían uno a través del otro. Las estrellas y la materia oscura continuarían en gran medida su camino después de la colisión.

Sin embargo, el gas no se comporta de la misma manera. Las nubes de este material dentro de cada galaxia chocarían entre sí y se detendrían, quedando atrás mucho después de que las galaxias se hayan ido. Esto crearía una región rica en materia ordinaria pero relativamente pobre en materia oscura.

Según las simulaciones del equipo, este gas podría agruparse para formar estrellas, que a su vez podrían ensamblarse en galaxias diminutas desprovistas de materia oscura, explicando la formación lineal observada.

"El hallazgo proporciona evidencia convincente de que la materia oscura se comporta como una sustancia física en lugar del efecto de una teoría alternativa de la gravedad, particularmente a la escala de galaxias enanas donde esas teorías son más fuertemente debatidas", dijo van Dokkum según la publicación.

Este descubrimiento tiene implicaciones significativas para comprender la naturaleza de la materia oscura. Algunas teorías alternativas proponen que los efectos gravitacionales atribuidos a la materia oscura podrían explicarse mediante modificaciones a las leyes de la gravedad, particularmente a escalas galácticas pequeñas. Sin embargo, la existencia de galaxias que carecen de materia oscura sugiere que esta sustancia se comporta como materia física real que puede separarse de la materia ordinaria bajo condiciones extremas.

Los investigadores continuarán estudiando esta extraña cadena de galaxias para buscar más pistas sobre la formación galáctica y la naturaleza de la materia oscura. El descubrimiento de DF9 refuerza la hipótesis de que eventos violentos y raros pueden crear condiciones donde la materia ordinaria y la materia oscura se separan, proporcionando laboratorios naturales únicos para estudiar las propiedades de esta sustancia misteriosa que constituye la mayor parte de la masa del universo.