Midiendo la materia oscura a través de sus huellas gravitacionales

En las galaxias, la mayor parte de la materia es materia oscura, una forma de materia que no emite luz pero cuya gravedad influye en todo lo que la rodea. La mayor parte de la materia oscura se encuentra distribuida en forma de halos galácticos, estructuras esféricas que rodean a las galaxias, por ejemplo a la Vía Láctea. Un subhalo es una estructura más pequeña dentro del halo estelar que también contiene materia oscura y orbita dentro del halo principal de la galaxia. Aunque su componente oscura es invisible, algunos subhalos se identifican porque retienen gas y estrellas pudiendo formar pequeñas galaxias satélites de la galaxia principal. Además, en su movimiento, producen una estela gravitatoria, una especie de huella de mayor densidad de gas y estrellas, causada por el arrastre de su gravedad.

Un equipo del IALP formado por Mercedes Mosquera y Keiko Fushimi, junto con Mariano Domínguez Romero (IATE, UNC-CONICET), revisó y mejoró el método que se usa para estimar la masa de estos subhalos a partir de esa estela y lo aplicaron usando datos del satélite Gaia de estrellas gigantes de tipo K y RR Lyrae, objetos típicos del halo de la Vía Láctea. Descubrieron que incluir un fondo no homogéneo, es decir, considerar cómo cambia la gravedad del propio halo de la galaxia, mejora notablemente la precisión del cálculo de la masa del subhalo.

Aunque el método no distingue con claridad entre diferentes distribuciones de densidad del subhalo, resultó clave incorporar la velocidad de rotación de las estrellas de la galaxia que está inmersa en el subhalo de materia oscura: este parámetro ayuda a saber cómo se distribuye la materia oscura en estos subhalos en función de la distancia al centro de la galaxia satélite asociada.

Los resultados concuerdan con otras mediciones independientes y al aplicarlo en simulaciones reproduce los valores de entrada, lo que confirma que esta técnica permite medir la masa de subhalos pequeños, incluso aquellos que están relativamente cerca del centro galáctico (a menos de 100.000 años luz).

Cada mejora en estas metodologías nos acerca a comprender mejor cómo se distribuye la materia oscura en nuestra galaxia y cómo influye en su evolución.

+paper: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2025MNRAS.tmp.2011M/abstract