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Simulaciones cosmológicas indican que la cercana galaxia de Andrómeda está rodeada por una constelación de galaxias enanas con disposición muy asimétrica.
Según la investigación publicada en Nature, solo se encuentra en el 0,3 % de sistemas similares, lo que convierte a Andrómeda en un caso excepcionalmente atípico dentro del paradigma cosmológico actual.
La distribución espacial de las galaxias proporciona información crucial sobre la cosmología y la física de la materia oscura. Según el modelo cosmológico estándar, las galaxias pequeñas se fusionan con el tiempo en un proceso caótico para formar galaxias más grandes, dejando tras de sí enjambres de galaxias enanas tenues que orbitan galaxias anfitrionas masivas en una disposición casi aleatoria.
Sin embargo, una nueva investigación del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP) muestra que las galaxias satélite de la vecina galaxia de Andrómeda (M31) poseen propiedades sorprendentes y, hasta ahora, inexplicadas.
DISPOSICIÓN INESPERADA
En lugar de estar distribuidas aleatoriamente alrededor de su galaxia anfitriona, como predice el modelo cosmológico estándar, más del 80% de estas galaxias enanas se concentran en un lado de la galaxia de Andrómeda. Un conjunto reciente de datos de mediciones de distancias homogéneas para 37 satélites de Andrómeda destaca esta disposición inesperada.
En concreto, todos los satélites de Andrómeda, excepto uno, se encuentran a menos de 107 grados de la línea que apunta hacia la Vía Láctea, una región que abarca solo el 64% de los alrededores de la galaxia anfitriona. Hasta ahora, no estaba claro si esta peculiar configuración desafía significativamente el modelo cosmológico actual o si se encuentra dentro del rango de varianza cósmica.
“Esta asimetría ha persistido e incluso se ha acentuado a medida que se han descubierto galaxias más débiles y se han refinado sus distancias”, explica en un comunicado Kosuke Jamie Kanehisa, estudiante de doctorado en el AIP y autor principal del estudio. “Nuestros análisis muestran que este patrón es extremadamente raro en las simulaciones cosmológicas actuales”.
Las simulaciones cosmológicas modernas, que rastrean la evolución de las galaxias a lo largo del tiempo cósmico, proporcionan una herramienta valiosa para predecir y comparar sistemas de galaxias bajo el marco cosmológico estándar.
“Utilizando dos simulaciones destacadas, buscamos galaxias anfitrionas similares a Andrómeda y analizamos la distribución espacial de sus satélites enanos mediante métricas personalizadas para cuantificar la asimetría. La comparación de la configuración observada de Andrómeda con la de estos análogos simulados reveló que su distribución de satélites es extraordinariamente rara", afirma el Dr. Marcel S. Pawlowski del AIP.
“Tenemos que analizar más de trescientos sistemas simulados para encontrar solo uno con una asimetría tan extrema como la observada”. Esto convierte a Andrómeda en un caso atípico extremo, que desafía las expectativas cosmológicas.
La asimetría de Andrómeda se vuelve aún más desconcertante al combinarse con otra característica inusual: la mitad de sus satélites coorbitan en una estructura delgada y plana, similar a la de los planetas que orbitan alrededor del Sol. La coexistencia de dicho plano de galaxias satélite y una distribución desequilibrada de estas resulta altamente inesperada en el modelo cosmológico estándar.
Esto plantea interrogantes sobre si la historia evolutiva de Andrómeda es excepcionalmente anómala o si nuestra comprensión de la formación de galaxias a pequeña escala es incompleta.
Aunque estos hallazgos desafían las teorías cosmológicas actuales, dependen en gran medida de la precisión de las simulaciones subyacentes, las cuales se ven limitadas por su precisión en el modelado de la física estelar y la evolución galáctica.
Los próximos pasos consisten en determinar si la configuración de Andrómeda es un caso atípico único o si existen sistemas de galaxias anisotrópicamente similares en otros lugares.
Ya se están realizando esfuerzos para estudiar sistemas distantes y buscar asimetrías comparables, y estudios de nueva generación como Euclid acelerarán esta búsqueda. Además, un análisis más profundo de la historia de fusiones de Andrómeda ayudará a determinar si estas asimetrías extremas pueden surgir de forma natural en un universo dominado por la materia oscura y por qué permanecen ausentes en las simulaciones actuales.