Hallazgo histórico: detectan la primera corriente estelar de un cúmulo globular en otra galaxia

Cómo se encontró en los datos de archivo del Hubble

La corriente fue detectada en imágenes existentes tomadas por la Cámara Avanzada para Sondeos (ACS) del Telescopio Espacial Hubble, que originalmente se habían obtenido con otros fines . El equipo de investigación examinó estos datos de archivo en busca de signos de morfología alterada alrededor de UGC 9050-Dw1, una galaxia ya conocida por ser excepcionalmente rica en cúmulos globulares (se le identifican unos 52 ± 12) y por presentar un penacho de marea proveniente de interacciones pasadas . Los investigadores notaron una característica estelar alargada y tenue que se extendía desde uno de los cúmulos globulares de la galaxia, coincidiendo con la firma de una corriente de marea . La astrofísica de la Universidad Northwestern Catherine Fielder participó en el trabajo anterior que caracterizó la población de cúmulos globulares de esta galaxia .

UGC 9050-Dw1 es una galaxia ultrafina (UDG, por sus siglas en inglés), un tipo de galaxia de brillo superficial muy bajo. Alberga un número inusualmente grande de cúmulos globulares; aproximadamente el 20% de su luz total proviene de estos densos cúmulos estelares .

Cómo las corrientes estelares trazan la materia oscura

La morfología de una corriente estelar (su anchura, curvatura y cualquier interrupción o grieta a lo largo de su recorrido) codifica directamente el campo gravitatorio a través del cual viaja . Si la materia oscura es "fría" y grumosa, las corrientes serán perturbadas por numerosos subhalos de baja masa, creando huecos y quiebres característicos. Si la materia oscura es cálida o tiene propiedades diferentes, la población de subhalos cambia, produciendo formas de corriente distintas. Al modelar la corriente observada en UGC 9050-Dw1, el equipo ha comenzado a probar modelos de materia oscura a distancias antes imposibles .

Utilizando un enfoque de modelado generativo llamado X-Stream, el equipo ajustó directamente modelos dinámicos a la forma de la corriente para determinar la masa del cúmulo globular progenitor y presentó la primera restricción del halo basada en una corriente estelar para una galaxia ultrafina . Este trabajo sugiere que UGC 9050-Dw1 posee un halo de materia oscura con propiedades estructurales específicas .

La revolución que se avecina: Roman, Euclid y Rubin

El equipo cree que esta detección es solo el comienzo. Las próximas misiones ampliarán drásticamente la búsqueda:

• Telescopio Espacial Nancy Grace Roman (NASA) — Con su cámara de 200 megapíxeles y gran campo de visión, Roman podrá observar galaxias enteras cercanas de una sola vez, resolviendo finas corrientes estelares que requerirían cientos de imágenes del Hubble para cubrir . Roman está diseñado específicamente para estudiar corrientes estelares y se predice que encontrará docenas de corrientes de cúmulos globulares en galaxias externas . Un artículo de la NASA señala que Roman "será una herramienta excelente para encontrar finas corrientes estelares" más allá de la Vía Láctea .
• Euclid (ESA) — Su amplio sondeo óptico e infrarrojo cercano cartografiará características de marea extragalácticas en grandes extensiones del cielo, complementando las observaciones más profundas y puntuales de Roman .
• Observatorio Vera C. Rubin (LSST) — Las simulaciones muestran que solo LSST podría observar 1.000 o más estrellas en 40–100 corrientes estelares de cúmulos globulares más allá de la Vía Láctea .

Proyectos financiados por el Consejo Europeo de Investigación (ERC), como BeyondSTREAMS y EXTRADARK, ya están preparando los marcos teóricos necesarios para interpretar la gran cantidad de datos sobre corrientes estelares que se avecinan .

En conjunto, estos observatorios transformarán el puñado de corrientes extragalácticas conocidas en una muestra estadística, permitiendo mediciones de precisión de la materia oscura en una amplia gama de tipos y entornos de galaxias .