Galaxias gaseosas cuestionan la existencia de la materia oscura

Jason Palmer, BBC Ciencia
Una controvertida teoría que cuestiona la existencia de materia oscura ha recibido un impulso con los estudios de las galaxias ricas en gas.

En vez de referirse a la materia oscura, la teoría de la Dinámica Newtoniana Modificada (Mond, por sus siglas en inglés) afirma que los efectos de la gravedad cambian en lugares donde la fuerza gravitacional es muy baja.

El nuevo ensayo dice que Mond predice de mejor manera la relación entre las masas y las velocidades de rotación de las galaxias gaseosas.

Sin embargo, los críticos sostienen que la teoría de la materia oscura es una mejor descripción del Universo que vemos.

El estudio, disponible en internet en inglés, será publicado por Physical Review Letters.

La teoría que propone la existencia de materia oscura fue desarrollada en gran parte para dar cuenta de masa que, si todo lo que pensamos sobre la gravedad es real, parecería estar faltando en todas las galaxias en rotación.

Las formulaciones estándar de la gravedad sostienen que la materia en rotación, por ejemplo, las galaxias de espiral, deberían rotar más lentamente con el aumento de la distancia desde el centro de la galaxia, de la misma manera en que los planetas más alejados del sol, en nuestro sistema planetario, orbitan más lentamente que los más cercanos al astro.

Sin embargo, la materia, en las galaxias en rotación, parece rotar de manera constante a más o menos la misma velocidad cerca del centro que en los bordes.

En la teoría sobre la materia oscura estándar, los cosmólogos proponían una enorme y, no obstante, invisible cantidad de material para solucionar este problema de "la curva plana de rotación".

La existencia de esta materia oscura se la concibe como una especie de "halo" alrededor de las galaxias, y es la que proporciona la fuerza gravitacional extra, necesaria para acelerar los cuerpos más alejados.

En contraste, la Dinámica Newtoniana Modificada (Mond) apareció en 1983, cuando Mordehai Milgrom, del Instituto Weizmann, en Israel, la propuso en un ensayo del Astrophysical Journal.

Refutación de Mond

Ahora, el profesor Stacy McGaugh, de la Universidad de Maryland, en Estados Unidos, dice que un estudio de las galaxias con pocas estrellas y que poseen grandes cantidades de gas refuerza la teoría Mond.

El trabajo actual se articula en lo que se conoce como la relación Tully-Fisher, que describe la interacción entre las masas de las galaxias con su velocidad de rotación.

No obstante, la estimación de masa es un asunto riesgoso ya que depende de la cantidad de luz que emita una galaxia, la que varía considerablemente con los tipos y cantidades de estrellas que contenga.

Para eludir el posible error, el profesor McGaugh estudió 47 galaxias ricas en gas y pocas estrellas, conocidas como galaxias con brillo de superficie.

Lo que descubrió fue que la teoría Mond claramente predice la relación entre las masas de las galaxias con su velocidad de rotación y afirma que la teoría de la materia oscura tendría un cometido menos preciso al respecto.

"Al principio, pensaba que las galaxias de bajo brillo de superficie refutarían finalmente la teoría Mond", le dijo el profesor McGaugh a la BBC, "pero llegué a la conclusión de que es lo único que explica este cambio en la relación".

"Siempre que examino cosas pequeñas como galaxias individuales, funciona muy bien".
Sin embargo, concedió que "cuando uno se aventura a gran escala, con los cúmulos de galaxias, y uno trata de aplicar Mond, no se puede resolver el problema de la masa de materia ausente".

La teoría Lambda-CDM afirma que la materia oscura rodea galaxias y cúmulos de galaxias como "halos".

Dan Hooper, un astrofísico teórico del Fermi National Accelerator Laboratory, en Estados Unidos, dice que la fiormulación del profesor McGaugh "exagera el alcance de su posición" en el sentido de que supone que todas las galaxias tienen la misma proporción entre materia normal y materia oscura.

"No es lo que esperaríamos", le dijo a la BBC.

"Algunas galaxias tienen muy pocas estrellas y material de gas en comparación la materia oscura y no prevemos que las mayores galaxias tengan la misma fracción, lo que cambiaría la forma de esa línea (la relación entre masa galáctica y velocidad de rotación."

"No me parece que el debate entre materia oscura y Mond se siga articulando en la relación Tully-Fisher", agregó. "Mond sólo explica galaxias, con cualquier otra cosa fracasa o, simplemente, no tiene aplicación".

Sin embargo, Mond todavía cuenta entre sus adherentes a varios cosmólogos y el profesor McGaugh dice que su trabajo continúa demostrando que Mond en un contendor de peso al que la teoría de la materia oscura le costará mucho trabajo desbancar.

"A veces siento ganas de no trabajar en esto", dice el profesor McGaugh. "Si los propios datos no se le presentan a uno con claridad, es muy fácil decir de otro que se equivocó".

McGaugh sostiene que Mond representa una parte que falta en el modelo de la materia oscura que la mayoría de sus pares considera como una teoría completa de la constitución de nuestro Universo".

"Por lo menos, nos dice algo respecto a la materia oscura que no procede de nuestro modelo actual".