Una nueva investigación sugiere que la Vía Láctea podría tener muchas más galaxias satélite de las que los científicos habían predicho u observado anteriormente. Utilizando una nueva técnica, cosmólogos de la Universidad de Durham combinaron las simulaciones de supercomputadora de mayor resolución disponibles con un nuevo modelo matemático para predecir la existencia de galaxias "huérfanas" que faltan.

Sus hallazgos sugieren que debería haber hasta 80 o incluso 100 galaxias satélite orbitando cerca de nuestra galaxia.

Si estas galaxias son detectadas por telescopios, proporcionarían un fuerte apoyo a la teoría Lambda-Cold Dark Matter (LCDM), que explica la estructura a gran escala del universo y cómo se forman las galaxias.

Esta investigación en curso se presentó el viernes 11 de julio en la Reunión Nacional de Astronomía 2025 de la Royal Astronomical Society (NAM 2025) celebrada en la Universidad de Durham.

La investigación se basa en el modelo LCDM, en el que la materia ordinaria en forma de átomos constituye solo el 5% del contenido total del universo, el 25% es materia oscura fría (CDM) y el 70% restante es energía oscura.

En este modelo, las galaxias se forman en el centro de grandes cúmulos de materia oscura, llamados halos. La mayoría de las galaxias del universo son galaxias enanas de baja masa, y la mayoría de ellas son galaxias satélite que orbitan galaxias más masivas, como nuestra Vía Láctea.

La existencia de estos objetos misteriosos ha desafiado durante mucho tiempo al modelo cosmológico estándar (LCDM). Según la teoría LCDM, el número de galaxias compañeras de la Vía Láctea debería ser mucho mayor que el sugerido por las simulaciones cosmológicas hasta la fecha, y también mucho mayor de lo que los astrónomos han podido observar.

La nueva investigación sugiere que las galaxias satélite "desaparecidas" de la Vía Láctea son galaxias extremadamente débiles que han perdido casi por completo sus halos de materia oscura originales debido a la fuerza gravitacional del halo de la Vía Láctea. Estas llamadas galaxias "huérfanas" desaparecen en la mayoría de las simulaciones, pero deberían seguir existiendo en el universo real.

Utilizando esta nueva técnica, los investigadores de la Universidad de Durham pudieron rastrear la abundancia, distribución y propiedades de estas galaxias huérfanas de la Vía Láctea, lo que indica que deberían existir muchas más galaxias satélite de la Vía Láctea y que ahora deberían ser observables. Se espera que los nuevos avances tecnológicos en telescopios e instrumentos, como la cámara LSST del Observatorio Rubin que debutó recientemente, permitan a los astrónomos detectar estos objetos extremadamente débiles y traerlos a nuestra vista por primera vez.

La investigadora principal, la Dra. Isabel Santos-Santos, del Instituto de Cosmología Computacional del Departamento de Física de la Universidad de Durham, dijo: «Sabemos que la Vía Láctea tiene alrededor de 60 galaxias compañeras confirmadas, pero creemos que debería haber muchas más galaxias débiles orbitando cerca de la Vía Láctea.

«Si nuestras predicciones son correctas, añadirán más peso a la teoría Lambda-Cold Dark Matter sobre la formación y evolución de la estructura cósmica.

«Los astrónomos observacionales están utilizando nuestras predicciones como referencia para comparar con los nuevos datos que obtienen.

«En un futuro próximo, podríamos ser capaces de ver estas galaxias "desaparecidas", lo que sería muy emocionante y podría decirnos más sobre cómo el universo llegó a ser lo que vemos hoy.»

El concepto LCDM es una piedra angular de nuestra comprensión del universo. Ha llevado al surgimiento del modelo estándar de la cosmología y es el modelo más ampliamente aceptado para describir la evolución y estructura a gran escala del universo.

El modelo ha pasado varias pruebas, pero recientemente ha sido desafiado por desconcertantes datos observacionales sobre galaxias enanas.

Los investigadores de la Universidad de Durham dicen que incluso las mejores simulaciones cosmológicas existentes, que incluyen la formación de gas, estrellas y materia oscura, no tienen la resolución necesaria para estudiar las galaxias débiles que los astrónomos están comenzando a descubrir cerca de la Vía Láctea.

Estas simulaciones también carecen de la precisión necesaria para rastrear la evolución de los pequeños halos de materia oscura que contienen las galaxias enanas mientras orbitan la Vía Láctea durante miles de millones de años.

Esto hace que algunos halos galácticos sean destruidos artificialmente, convirtiendo a las galaxias en "huérfanas". Aunque las simulaciones pierden los halos de las galaxias "huérfanas", este tipo de galaxias debería seguir existiendo en el universo real.

Los investigadores de la Universidad de Durham combinaron simulaciones de supercomputadoras cósmicas con modelos analíticos para superar estos problemas numéricos.

Esto incluye la simulación "Aquarius" realizada por el Consorcio Virgo. "Aquarius" es la simulación de mayor resolución hasta la fecha del halo de materia oscura de la Vía Láctea, utilizada para comprender la estructura a pequeña escala predicha alrededor de nuestra galaxia.

También incluye el modelo GALFORM, un código de vanguardia desarrollado en la Universidad de Durham durante las últimas dos décadas, que rastrea los procesos físicos detallados que conducen a la formación y evolución de las galaxias.

Sus hallazgos sugieren que los halos de materia oscura pueden contener galaxias satélite que han estado orbitando el halo central de la Vía Láctea durante la mayor parte de la edad del universo, lo que hace que su materia oscura y masa estelar sean despojadas, volviéndolas muy pequeñas y débiles.

Por lo tanto, el estudio predice que el número total de galaxias satélite potenciales alrededor de la Vía Láctea, independientemente de su brillo, es de aproximadamente 80, y posiblemente incluso 100 más de las que se conocen actualmente.

La investigación se centró específicamente en alrededor de 30 candidatos recién descubiertos de satélites extremadamente débiles y diminutos de la Vía Láctea.

Los científicos aún no saben si estos son galaxias enanas incrustadas en halos de materia oscura o cúmulos globulares, que son colecciones de estrellas autogravitantes.

Los investigadores de la Universidad de Durham creen que estos objetos podrían ser un subconjunto del grupo de galaxias satélite débiles cuya existencia predicen.

El co-investigador, el profesor Carlos Frenk, del Instituto de Cosmología Computacional del Departamento de Física de la Universidad de Durham, dijo: «Si el grupo predicho de satélites muy débiles puede ser descubierto a través de nuevos datos, esto sería un notable éxito para la teoría de formación de galaxias LCDM.

«También mostraría claramente el poder de la física y las matemáticas. Utilizando las leyes de la física y los modelos matemáticos resueltos por grandes supercomputadoras, podemos hacer predicciones precisas, y los astrónomos equipados con nuevos telescopios potentes pueden verificarlas. No hay nada mejor que eso.»