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LA GALAXIA NO ES LO QUE PARECE

Recientes hallazgos y medidas están llevando a los teóricos a reconsiderar sus ideas acerca de la Vía Láctea, y quizás acerca de las demás galaxias.

15 de mayo 1995 , 12:00 a.m.

Un conjunto de científicos estadounidenses, británicos y australianos informaron en la revista Physical Review Letters, que el halo oscuro y esférico que se creía está alrededor de la Vía Láctea, contiene mucho menos cantidad de una materia invisible llamada Machos, de lo que se había pensado, y que la región central de la galaxia contiene más de lo que se esperaba. La sigla Macho, que en inglés significa objeto de halo compacto de gran masa, fue creada Kim Griest, de la Universidad de California en San Diego.

Dado que existen ciertas inquietudes astronómicas y cosmológicas serias en relación con este descubrimiento, los teóricos se muestran bastante confundidos. Es posible que incluso la imagen familiar de la Vía Láctea esté errada. La representación artística habitual de la galaxia la muestra como un disco con una protuberancia en la parte central, similar a una yema de huevo, que la hace similar a su hermana , la Gran Galaxia de Andrómeda, estructura que es visible en su totalidad desde nuestro punto de observación, ubicado a dos millones de años luz de distancia.

Espiral-barra Pero la búsqueda del Macho ha revelado evidencia según la cual quizás la Vía Láctea no sea un espiral típico como la galaxia de Andrómeda, sino algo que se denomina un espiral-barra , que consiste en una amplia franja de estrellas que se extiende a lo largo de todo su plano, con un brazo curvo en cada extremo.

Bien sea que este plano galáctico sea correcto o no, las nuevas medidas sugieren que la cantidad y la distribución de la materia oscura en la nuestra galaxia, materia que no puede ser vista directamente, es bastante inconsistente con las suposiciones aceptadas desde hace mucho tiempo por los astrónomos.

La materia oscura es quizá el tema más arduamente debatido entre los astrofísicos, por cuanto se relaciona con preguntas cósmicas tales como el destino del Universo. Si este contiene suficiente masa, su gravitación eventualmente desacelerará la expansión actual hasta llevarla a detenerse, haciendo que se contraiga, convirtiéndose en una gran implosión . Si el Universo no contiene suficiente masa para lograr esto, presumiblemente continuará expandiéndose, haciéndose cada vez más frío, hasta que la última estrella agote su combustible y muera, dentro de unos 100.000 millones de años.

Cuando los astrónomos suman la masa de todo el gas, las estrellas y las galaxias que pueden ver, el total es equivalente apenas a un pequeño porcentaje de lo que se requeriría para detener la expansión del Universo. Pero por varias razones, muchos científicos prefieren considerar que el Universo tiene un equilibrio exacto y que cuenta con la suficiente masa para contrarrestar la expansión que se inició en el momento de la creación con la Gran Explosión .

Materia oscura en la galaxia A una escala mucho menor, los astrofísicos se muestran profundamente interesados en la cantidad y distribución de la materia oscura en nuestra galaxia, que puede o no estar relacionada con el problema de la masa faltante del Universo como un todo. Han iniciado campañas ambiciosas para encontrar materia oscura y trazar su ubicación.

Las galaxias no podrían mantenerse compactas en una sola pieza mientras rotan, tal como sucede en la realidad, si sus estrellas visibles y el gas fueran los únicos elementos que contribuyen a su gravedad total. Entonces, se piensa que las galaxias deben contener hasta diez veces más materia oscura que materia visible.

Christopher Stubbs, de la Universidad de Washington, uno de los científicos que están investigando la materia oscura en la Vía Láctea, dijo que la imposibilidad de encontrar suficientes Machos en el halo, complicaba los intentos por llegar a una explicación. Si la masa del halo consistiera casi totalmente de gas, esa gran cantidad de gas se habría comprimido como resultado de la gravitación y estaría extremadamente caliente, lo suficiente para emitir rayos X. Pero no vemos rayos X , dijo.

Si la masa del halo estuviera conformada principalmente por polvo, este sería calentado por las estrellas y podríamos detectarlo a través de la radiación infrarroja, pero no lo vemos. Si la masa consistiera en pálidas estrellas rojas, apenas lo suficientemente grandes para que se diera la fusión, deberían ser visibles con el telescopio espacial Hubble. Pero John Bahcall de Princeton, y sus colegas que trabajan con el telescopio, no pudieron encontrarlas , agregó.

Explicó que a una escala mayor, los objetos muy grandes que tienen hasta un millón de veces la masa del Sol, podrían estar a la deriva alrededor del halo. Stubbs manifestó que si eso fuera cierto, su atracción habría apartado de un tirón los núcleos globulares de estrellas vistos, en muchas partes de la galaxia y que aparentemente no tienen alteraciones.

Materia oscura propuesta Agregó que esta conclusión solamente daba cabida a tres posibilidades: la masa oculta podría consistir de alguna forma no descubierta de materia exótica, incluyendo los supuestos Wimps , o partículas masivas de interacción débil. Dijo que podría ser que a pesar del hecho de que unos pocos físicos aceptarían esta noción, la gravedad funciona en una forma diferente de lo que ellos creen . Una tercera alternativa, es que la masa faltante podría consistir en su mayor parte de Machos.

En sus esfuerzos por analizar la Vía Láctea en busca de materia oscura, los astrofísicos están explotando un fenómeno predicho por la Teoría General de la Relatividad de Einstein. Einstein demostró que la estructura del tiempo especial se deformaba en la proximidad de objetos grandes, y que un rayo de luz que pasaba a través del espacio-tiempo deformado (o curvado) se doblaba. Los astrofísicos dedujeron que por lo tanto, los objetos celestiales masivos podían actuar como lentes, refractando rayos de luz de objetos más distantes por medio de la gravitación, a medida que los rayos viajaban hacia un observador en la Tierra.

Este efecto de lente gravitacional fue detectado por primera vez como efecto real en 1979, y desde entonces se ha visto muchas veces en imágenes de objetos cuasi estelares (quasares) y galaxias, cuya luz toma miles de millones de años para llegar a la Tierra. Recientemente, se han utilizado medidas del efecto de microlente por gravitación más cercanos para investigar la masa faltante de la Vía Láctea.

Lente gravitacional Si la masa del halo consiste parcialmente de objetos de tamaños variables que van desde el tamaño de la Tierra hasta la mitad del tamaño del Sol, dichos objetos se manifestarían por el efecto de lente gravitacional. Estos objetos podrían ser planetas, hoyos negros y estrellas enanas del tipo brown-dwarf , objetos gaseosos como Júpiter, demasiado pequeños para iniciar la fusión.

De vez en cuando, uno de estos objetos oscuros debe acercarse a la línea de visión entre alguna estrella en la Gran Nube de Magallanes y un telescopio en la Tierra. Cuando esto sucede, la luz de la estrella debe doblarse alrededor del objeto oscuro en el halo, causando un brillo aparente de la estrella más distante.

Dos grupos científicos están analizando el problema. Uno se llama Macho y está conformado por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California, la Universidad de Washington, el Centro de Astrofísica de Partículas de la Universidad de California en Berkeley y los Observatorios de Siding Springs en Australia y la Universidad de Oxford en Inglaterra. El otro se llama Ogle, cuyas siglas en inglés significan Experimento de Lente Optico por Gravitación, está encabezado por Bohdan Paczynski y el K.Z. Stanek de la Universidad de Princeton e incluye colegas suyos de la Universidad de Varsovia en Polonia, del Observatorio Las Campanas en Chile y de la Universidad de Michigan.

Tanto el equipo Macho como el Ogle han visto estos eventos y están convencidos de que el brillo temporal observado en ciertas estrellas, generalmente durante unas pocas semanas o meses, es el resultado del efecto de microlente por gravitación.

Pero el examen de la luz estelar de la Gran Nube de Magallanes que pasó por el halo, guardaba una sorpresa. Durante un período de observación dedos años, el grupo Macho buscó cambios en el brillo de 8,3 millones de estrellas en la galaxia satélite. Encontraron muchas estrellas variables, pero solamente tres episodios de brillo estelar que podían atribuirse a la influencia de gravitación de Machos no detectados en el halo de la Vía Láctea.

El grupo polaco-estadounidense también observó un exceso de eventos de microlente en el centro de la galaxia, pero concluyó que es posible que los lentes sean estrellas normales en la franja galáctica, cuyo eje largo se encuentra algo inclinado hacia la línea de visión . Esta es la evidencia que sugiere que la Vía Láctea es una galaxia de espiral-barra, no sencillamente un espiral. La franja no es visible como tal desde la Tierra, porque los observadores están buscándola en sentido longitudinal.

The New York Times News Service (Ver gráfico La gravedad y la materia oscura).