Galaxias Alineadas alrededor de Andrómeda: ¿Casualidad o Estructura Oculta?

La Organización Coplanar de las Galaxias de Andrómeda Desafía los Modelos Actuales

Una modelización de un niño de 15 años acaba de reavivar el debate sobre las Galaxias Coplanares (situadas en un mismo plano).

La organización coplanar de las galaxias satélite de Andrómeda (M31) desafía los modelos actuales de formación galáctica y cosmológica, ya que presenta una estructura ordenada y aplanada que no corresponde a las predicciones del modelo estándar de la cosmología, el modelo ΛCDM (Lambda-Cold Dark Matter).

Las galaxias se forman dentro de halos de materia oscura distribuidos de manera cuasi esférica. Las galaxias satélite supuestamente se forman aleatoriamente dentro de estos halos y, por lo tanto, deberían estar distribuidas de manera isótropa alrededor de la galaxia central. Su distribución espacial y cinemática (velocidades, momentos angulares) deberían ser desordenadas, resultado de una historia de acreción estocástica de subhalos.

La gran galaxia de Andrómeda y nuestra Galaxia (Vía Láctea) son las dos galaxias más importantes del Grupo Local, que a su vez tienen galaxias satélite. Las dos espirales gigantes pertenecen a un grupo aún más grande de al menos 20 galaxias, incluidas M31, M33, Maffei I y Maffei II, la Gran y la Pequeña Nube de Magallanes; el conjunto se llama Grupo Local. Todas estas galaxias parecen moverse alrededor de un centro común situado entre nuestra Galaxia y la galaxia de Andrómeda.

Es al modelar las rotaciones de las galaxias alrededor de Andrómeda que Neil Ibata, un estudiante de secundaria de Estrasburgo de 15 años en 2013, cuestiona la distribución aleatoria de las galaxias en el espacio. Una veintena de galaxias enanas orbitan alrededor de la galaxia de Andrómeda. La más masiva es la galaxia espiral del Triángulo, pero M110 y M32 a menudo son visibles en las imágenes generales de la galaxia de Andrómeda.

Un estudio publicado en 2006 indica que un conjunto de galaxias satélite son coplanares, es decir, situadas en un mismo plano que pasa por el centro de la galaxia de Andrómeda. Sin embargo, Andrómeda II, NGC 185 y M110 se desvían significativamente de él. Esta distribución coplanar de galaxias sigue siendo un enigma.

Los científicos se han preguntado cuál era la probabilidad de que las galaxias dispuestas al azar pudieran formar una estructura plana alrededor de la galaxia de Andrómeda. Fue en 2012 cuando Neil Ibata, a petición de su padre astrofísico, desarrolló una modelización sobre los movimientos de las galaxias enanas de la galaxia de Andrómeda. "Acababa de hacer una pasantía para aprender el lenguaje informático Python. Mi padre me propuso poner en práctica lo que había aprendido para visualizar datos que había reunido durante varios años con su equipo sobre la galaxia de Andrómeda."

Su padre Rodrigo Ibata (1967-), astrofísico inglés del Observatorio de Estrasburgo, y su equipo analizaron los resultados. El descubrimiento científico publicado el 3 de enero de 2013 en la revista británica Nature es importante porque cuestiona las teorías existentes sobre la materia oscura y la formación de las galaxias. La modelización de este joven muestra que la alineación espacial observada de las galaxias enanas tiene muy pocas probabilidades de ser una coincidencia aleatoria.

Método de Montecarlo

Clasificación Jerárquica de las Galaxias

Las galaxias espirales gigantes se ensamblan a partir de pequeños sistemas a través de un proceso conocido como clasificación jerárquica. Orbitando alrededor de estos gigantes hay galaxias enanas que probablemente sean los restos de ancestros galácticos. Estudios recientes sobre las galaxias enanas de la Vía Láctea han llevado a algunos astrónomos a pensar que sus órbitas no están distribuidas al azar. Esta sospecha, que cuestiona las teorías actuales sobre la formación de galaxias, ahora se ve reforzada por el descubrimiento de un plano de galaxias enanas que orbitan como un todo coherente alrededor de la galaxia de Andrómeda. La estructura es extremadamente delgada pero contiene aproximadamente la mitad de las galaxias enanas en el sistema de Andrómeda.

Rodrigo Ibata y su equipo informan que 13 de los 15 satélites en el plano comparten el mismo sentido de rotación.

Hipótesis Propuestas para Resolver Este Paradójico

• Acreción agrupada: Los satélites coplanares podrían haber sido acumulados juntos como un grupo gravitacionalmente ligado. Esto podría explicar la coherencia orbital.
• Problema: Estas estructuras deberían dispersarse rápidamente, a menos que se hayan acumulado recientemente.

• Residuos de filamentos cosmológicos: Los satélites podrían haber sido guiados por flujos de materia a lo largo de filamentos de la red cósmica. Esto puede generar cierta anisotropía en la distribución, pero no necesariamente un disco tan delgado ni coherente dinámicamente.

• Efectos bariónicos o retroalimentación del gas: Algunos modelos invocan efectos bariónicos ignorados en las grandes simulaciones ΛCDM (como vientos galácticos o interacciones hidrodinámicas). Estos efectos podrían organizar los satélites de manera más estructurada, pero aún no hay evidencia directa que confirme este mecanismo.

• Hipótesis alternativas: modificación de la gravedad o fallo del modelo ΛCDM. Algunos autores sugieren que estas observaciones podrían apuntar a una física más allá de ΛCDM. Teorías como MOND (Dinámica Newtoniana Modificada) u otras formas de gravedad modificada podrían explicar una organización orbital más coherente.