Gracias a la sonda espacial europea Gaia, un equipo internacional de astrónomos ha descubierto una gigantesca galaxia fantasma oculta detrás del disco de la Vía Láctea. El objeto masivo, conocido como Antlia 2 (o Ant 2) es un satélite de nuestra propia galaxia con una densidad tan baja que hasta ahora había pasado desapercibido. La investigación aparece publicada en el archivo online para estudios científicos Arxiv.org.

Gran Nube de Magallanes, la Vía Láctea y Antlia 2
Gran Nube de Magallanes, la Vía Láctea y Antlia 2

Las galaxias enanas fueron las primeras en formarse en el Universo primitivo, y por eso la mayoría de sus estrellas son viejas, de poca masa y pobres en metales. Ant 2 es una de ellas, pero resulta inmensa en comparación con otras que giran alrededor de la Vía Láctea: es tan grande como la Gran Nube de Magallanes y tiene una tercera parte del tamaño de nuestra galaxia.

Lo que hace que Ant 2 sea aún más inusual es la poca luz que emite. En comparación con la Gran Nube, otro satélite de la Vía Láctea, la Ant 2 es 10.000 veces más débil. En otras palabras, es demasiado grande para su luminosidad o demasiado oscura para su tamaño.

«Este es el fantasma de una galaxia», dice Gabriel Torrealba, autor principal del artículo. «Objetos tan difusos como Ant 2 simplemente no se han visto antes. Nuestro descubrimiento solo ha sido posible gracias a la calidad de los datos de Gaia».

La misión Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA) ha producido el catálogo de estrellas más rico hasta la fecha, incluidas mediciones de alta precisión de casi 1.700 millones de estrellas y revelando detalles nunca antes vistos de nuestro propio hogar galáctico. A principios de este año, el segundo lanzamiento de datos de Gaia hizo que los científicos de todo el mundo tuvieran a su disposición nuevos detalles de las estrellas de la Vía Láctea.

Los investigadores detrás del estudio actual, de Taiwán, Reino Unido, Estados Unidos, Australia y Alemania, buscaron en los nuevos datos de Gaia los satélites de la Vía Láctea utilizando las estrellas RR Lyrae. Estas estrellas son antiguas y pobres en metales, típicas de las que se encuentran en una galaxia enana. RR Lyrae cambia su brillo con un período de medio día y puede ubicarse gracias a estos pulsos bien definidos.

«Las RR Lyrae se había encontrado en todos los satélites enanos conocidos, así que cuando encontramos un grupo de ellos sentados sobre el disco galáctico, no nos sorprendimos del todo», reconoce el coautor del estudio Vasily Belokurov, del Instituto de Astronomía de Cambridge. «Pero cuando observamos más de cerca su ubicación en el cielo, descubrimos que encontramos algo nuevo, ya que no apareció ningún objeto identificado previamente en ninguna de las bases de datos que buscamos».

El equipo se comunicó con colegas del Telescopio Anglo-Australiano (AAT) en Australia, pero cuando verificaron las coordenadas de la Ant 2, se dieron cuenta de que tenían una oportunidad limitada para obtener datos de seguimiento. Pudieron medir los espectros de más de 100 estrellas gigantes rojas justo antes de que el movimiento de la Tierra alrededor del Sol hiciera que la Ant 2 no fuera observable durante meses.

Desarmada y poco masiva

Los espectros permitieron al equipo confirmar que el objeto fantasmal que vieron era real: todas las estrellas se movían juntas. Ant 2 nunca se acerca demasiado a la Vía Láctea, manteniéndose siempre a al menos 40 kiloparsecs (unos 130.000 años luz) de distancia. Los investigadores también pudieron obtener la masa de la galaxia, que era mucho menor de lo esperado para un objeto de su tamaño.

«La explicación más simple de por qué Ant 2 parece tener tan poca masa hoy en día es que las mareas galácticas de la Vía Láctea la están desarmando», explica Sergey Koposov, de la Universidad Carnegie Mellon y coautor del estudio. «Lo que queda sin explicar, sin embargo, es el tamaño gigante del objeto. Normalmente, a medida que las galaxias pierden masa con las mareas de la Vía Láctea, se encogen, no crecen».

Por este motivo, los científicos creen que Ant 2 nació enorme, aunque aún tienen que averiguar el proceso exacto que hizo que se extendiera tanto. Si bien los modelos actuales de formación de galaxias no han pronosticado objetos de este tamaño y luminosidad, recientemente se ha especulado que algunas galaxias enanas podrían inflarse con la formación vigorosa de las estrellas. Los vientos estelares y las explosiones de supernova alejarían el gas no utilizado, debilitando la gravedad que une a la galaxia y permitiendo que la materia oscura también se desplace hacia afuera.

«Un bicho raro»

Alternativamente, la baja densidad de Ant 2 podría significar que es necesario modificar las propiedades de la materia oscura. La teoría actualmente predice que la materia oscura se acumula en los centros de las galaxias. Dado lo esponjosa que parece ser la nueva galaxia enana, puede que haga falta una partícula de materia oscura que esté menos dispuesta a agruparse.

«Comparada con el resto de los 60 satélites de la Vía Láctea, Ant 2 es un bicho raro», reconoce el coautor Matthew Walker, también de la Universidad Carnegie Mellon. «Nos preguntamos si esta galaxia es solo la punta del iceberg y la Vía Láctea está rodeada por una gran población de enanas casi invisibles similares a esta», señala.

Para los autores, la brecha entre Ant 2 y el resto de las enanas galácticas es tan amplia que bien puede ser una indicación de que falta alguna física importante en los modelos de formación de galaxias enanas. Resolver el rompecabezas de Ant 2 puede ayudar a los investigadores a comprender cómo surgieron las primeras estructuras en el Universo temprano. Encontrar más objetos como Ant 2 mostrará cuán comunes son tales galaxias fantasmales, por lo que el equipo está manos a la obra rebuscando en los datos de Gaia.

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