Oyashio: la primera corriente estelar de un cúmulo globular descubierta más allá de la Vía Láctea

Dónde se encontró: la galaxia ultra difusa UGC 9050-Dw1

La corriente reside en UGC 9050-Dw1, una galaxia ultra difusa (UDG, por sus siglas en inglés): un tipo de galaxia enana tenue y de bajo brillo superficial . Se cree que las UDG son extremadamente ricas en materia oscura, lo que las convierte en objetivos ideales para estudiarla .

• Galaxia anfitriona: UGC 9050-Dw1
• Distancia: ~115 millones de años luz (35,2 megaparsecs) de la Tierra
• Incertidumbre en la medición: 35,2 ± 2,5 Mpc

Cómo se identificó: datos de archivo del Hubble + ojos frescos

La corriente era tan tenue que los estudios estándar la pasaron por alto por completo. El avance se produjo cuando un equipo liderado por la estudiante de doctorado Julie Kiel Holm (Instituto Niels Bohr) y la profesora asociada Sarah Pearson (DTU Space) reanalizó imágenes de archivo del telescopio espacial Hubble utilizando técnicas avanzadas de procesamiento .

Lo que encontraron fue una estructura extremadamente delgada y curvada que se extiende unos 2 kiloparsecs (aproximadamente 6.500 años luz) desde un candidato a cúmulo globular compacto . Su forma estrecha y alargada y su alineación con el cúmulo superviviente confirmaron que se trataba de una corriente estelar de marea: estrellas que la gravedad de la galaxia anfitriona está arrancando .

La corriente recibió el nombre de Oyashio, en honor a una corriente oceánica fría del Pacífico Norte, siguiendo la tradición de nombrar las corrientes estelares extragalácticas como corrientes oceánicas .

Por qué Oyashio importa: una nueva ventana a la materia oscura

Una corriente estelar es como un rastro de migajas cósmico. Dado que todas las estrellas de la corriente viajan casi por la misma órbita, la forma, anchura y curvatura de la corriente trazan directamente el campo gravitatorio total de su galaxia anfitriona . Los astrónomos pueden modelar esa órbita para medir la distribución de masa de la galaxia, incluido su componente invisible de materia oscura.

• Primera aplicación extragaláctica: Se conocen cientos de corrientes de cúmulos globulares en la Vía Láctea y se han utilizado para cartografiar nuestro halo de materia oscura. Oyashio demuestra que esta técnica puede funcionar para galaxias mucho más allá de la nuestra .
• Prueba de UDG ricas en materia oscura: Se cree que las galaxias ultra difusas como UGC 9050-Dw1 están dominadas por materia oscura. Oyashio proporciona una forma directa y cuantitativa de probar cuánta materia oscura contiene la galaxia y cómo se distribuye, ofreciendo nuevas restricciones a los modelos de formación de galaxias .
• Modelado generativo de corrientes: El equipo utilizó modelos dinámicos ajustados directamente a la forma de la corriente para limitar la masa del cúmulo globular progenitor y presentó la primera restricción del halo basada en una corriente para una galaxia ultra difusa .

Como explicó la astrofísica de la Universidad Northwestern Tjitske Starkenburg, coautora del estudio: "Las estrellas en una corriente estelar viajan todas casi a lo largo de la misma órbita, y esa órbita está moldeada por la gravedad de la galaxia" . Al modelar esa gravedad, los investigadores estiman la masa total de la galaxia y, crucialmente, qué parte de esa masa es materia oscura .

¿Qué sigue?

Oyashio es solo el comienzo. Los astrónomos esperan que muchas más corrientes estelares extragalácticas esperen ser descubiertas en archivos de telescopios existentes y futuros, especialmente con el telescopio espacial James Webb y los observatorios de próxima generación. Cada nueva corriente ofrecerá otra oportunidad para pesar la materia invisible que da forma a las galaxias .

"Hemos descubierto una corriente estelar de un cúmulo globular en otra galaxia. Es la primera vez que se observa una corriente así fuera de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, lo que hace que el descubrimiento sea particularmente emocionante", dijo Holm .