galaxia ultra difusa

Una galaxia ultradifusa (UDG), o galaxia oscura , ^{[ 1 ]} es una galaxia de luminosidad extremadamente baja , cuyo primer ejemplo fue descubierto en el cercano Cúmulo de Virgo por Allan Sandage y Bruno Binggeli en 1984. ^{[ a ]} ​​Estas galaxias han sido estudiadas durante muchos años antes de su cambio de nombre en 2015. Su falta de luminosidad se debe a la falta de gas formador de estrellas, lo que hace que estas galaxias sean reservorios de poblaciones estelares muy antiguas. ^{[ 3 ] [ 4 ]} Es más probable encontrar estas galaxias con menor luminosidad en cúmulos, como el Cúmulo de Coma , que en grupos. ^{[ 5 ]} Las galaxias ultradifusas tienen un tamaño similar al de la Vía Láctea , pero tienen masas más parecidas a las de las galaxias enanas . ^{[ 6 ]} La formación de galaxias ultradifusas aún se debate, sin embargo, se cree que se formaron a partir de las primeras fusiones de galaxias o fuerzas de marea . ^{[ 7 ]} El análisis estructural de sus relaciones de escala fotométricas muestra que las UDG forman una secuencia continua de parámetros que extiende las galaxias enanas y ordinarias de tipo temprano a luminosidades y brillos superficiales más bajos en lugar de constituir una clase de galaxias físicamente distinta. ^{[ 8 ]}

Utilizando el Sondeo de Energía Oscura , un nuevo modelo de detección (UDGnet-DES) pudo detectar candidatos a UDG basándose en las características morfológicas (más en forma de disco / elipse alargada) ^{[ 9 ]} de los UDG. El modelo encontró que los UDG se pueden categorizar en dos tipos de color: hay UDG azules con un índice de color (gi) menor que 0,6, y hay UDG rojos con un índice de color (gi) mayor que 0,6. El modelo también encontró que, en lo que respecta al brillo superficial efectivo de un UDG , los UDG azules tienden a tener un brillo superficial mayor que el de los UDG rojos. El brillo superficial promedio de este estudio fue de 25 mag arcsec ⁻² . ^{[ 10 ]}

Según descubrimientos confirmados en 2018, esta clase de galaxias incluye ambos extremos en cuanto al contenido de materia oscura : algunas galaxias ultradifusas (UDG) están compuestas casi en su totalidad de materia oscura (una galaxia de este tipo puede tener el mismo tamaño y masa que la Vía Láctea , pero con un recuento de estrellas visibles de solo el 1%), ^{[ 11 ]} mientras que otras UDG parecen estar casi completamente libres de materia oscura. ^{[ 12 ]} Más recientemente (2025), se han propuesto sugerencias de que las UDG suelen tener un mayor contenido de materia oscura que las galaxias enanas típicas. ^{[ 13 ]}

Algunas galaxias ultradifusas encontradas en el Cúmulo de Coma , a unos 330  millones de años luz de la Tierra, tienen diámetros de 60 kly (18 kpc ) con el 1% de las estrellas de la Vía Láctea . ^{[ 14 ]} La distribución de galaxias ultradifusas en el Cúmulo de Coma es la misma que la de las galaxias luminosas; esto sugiere que el entorno del cúmulo despoja a las galaxias del gas, al tiempo que les permite poblar el cúmulo de la misma manera que las galaxias más luminosas. La distribución similar en las zonas de mayor fuerza de marea sugiere una mayor fracción de materia oscura para mantener unidas a las galaxias bajo la mayor tensión. ^{[ 3 ]}  

Dragonfly 44 , una galaxia ultra difusa en el Cúmulo de Coma , es un ejemplo. ^{[ 4 ]} Fue descubierta por primera vez por el estudio del Cúmulo de Coma que buscó específicamente objetos de brillo superficial muy bajo a través del conjunto de telefotos ópticos multihaz Dragonfly . ^{[ 15 ]} Las observaciones de su velocidad de rotación sugieren una masa de aproximadamente un billón de masas solares , aproximadamente la misma que la masa de la Vía Láctea . Esto también es consistente con unos 90 cúmulos globulares observados alrededor de Dragonfly 44. Sin embargo, la galaxia emite solo el 1% de la luz emitida por la Vía Láctea. ^{[ 16 ]} El 25 de agosto de 2016, los astrónomos informaron que Dragonfly 44 podría estar compuesta casi en su totalidad de materia oscura . ^{[ 17 ] [ 11 ] [ 18 ]} Sin embargo, más tarde, la cinemática resuelta espacialmente midió una masa de aproximadamente 160 mil millones de masas solares, seis veces menor que las primeras mediciones de masa y 1 orden de magnitud menor que la masa de la Vía Láctea . ^{[ 19 ]} Dragonfly 44 es una de las galaxias ultra difusas más pobres en metales conocidas, con mediciones de cúmulos globulares en la Vía Láctea y las galaxias M87 que muestran que las poblaciones estelares en el núcleo interno de Dragonfly 44 son similares a los cúmulos globulares pobres en metales . ^{[ 20 ]} El trabajo más reciente encontró 20 cúmulos globulares alrededor de la galaxia, lo cual es consistente con la medición de masa reciente. ^{[ 21 ] [ 22 ]} La falta de emisiones de rayos X de la galaxia y el área circundante también muestra que el número de cúmulos globulares no puede ser tan grande como se afirmó anteriormente. ^{[ 23 ]} Un estudio de cúmulos globulares UDG de 2024 ^{[ 24 ]} propone que los UDG con masas estelares inferiores a 200 millones de veces la masa del sol tendrán un recuento de cúmulos globulares entre 0 y 13, mientras que los UDG con masas estelares superiores a ese punto pueden tener un recuento entre 13 y 38. Sin embargo, el estudio también encontró que los UDG en entornos de menor densidad tendrán una frecuencia más alta .    de cúmulos globulares que UDG en entornos de mayor densidad. La teoría principal que explica este fenómeno es que los UDG en entornos de baja densidad no han experimentado fusiones importantes, por lo que sus poblaciones de cúmulos globulares permanecen intactas, mientras que sus contrapartes en entornos de alta densidad sí han experimentado fusiones importantes. Sin embargo, esta afirmación presenta grandes incertidumbres debido a la baja estadística, por lo que se necesitaría recopilar más datos que los del estudio MATLAS utilizado en este trabajo.

En 2018, los mismos autores informaron del descubrimiento de que la galaxia ultradifusa NGC 1052-DF2 ^{[ b ]} está libre de materia oscura , basándose en mediciones de velocidad de su sistema de ~10 cúmulos globulares . ^{[ 26 ] [ 12 ]} Concluyeron que esto podría descartar algunas teorías de gravedad alternativas como la dinámica newtoniana modificada (MOND), a menos que se tenga en cuenta su efecto de campo externo. Simulaciones detalladas en el marco de MOND confirman que NGC 1052-DF2 es bastante consistente con las expectativas teóricas. ^{[ 27 ]} 

En 2021, se informó que AGC 114905 , una galaxia enana ultradifusa a unos 250 millones de años luz de distancia, prácticamente no tenía materia oscura. ^{[ 28 ]} Sin embargo, esta conclusión se basa en gran medida en que la galaxia tiene una inclinación moderada de 32° entre el disco y el plano celeste, estimada a partir de su apariencia algo ovalada. Mediante simulaciones detalladas de AGC 114905 en la teoría de gravedad alternativa conocida como Dinámica Newtoniana Modificada , se demostró que una galaxia de disco con sus propiedades puede parecer ligeramente ovalada incluso vista de frente debido a la autogravedad del disco, en cuyo caso la curva de rotación podría ser mucho mayor y la galaxia podría ser bastante consistente con las expectativas teóricas. ^{[ 29 ]} Es improbable que se produzca una sobreestimación de la inclinación si las galaxias están dominadas por materia oscura, ya que entonces el disco no es autogravitante, por lo que debería ser casi circular visto de frente. ^{[ 30 ]}

El primer mapa de velocidad 2D a gran escala de UDG y LSB se realizó en 2025 en el cúmulo Hydra-1 . El estudio reveló que las UDG tienden a no rotar o a rotar lentamente, con un cambio de velocidad de ~25-40 km/s. Se cree que cinco de estas galaxias están soportadas rotacionalmente, lo que significa que solo pueden rotar alrededor de un eje y no en otros. A partir de este estudio, se propusieron dos clases rotacionales diferentes para las UDG y LSB en Hydra-1 (rotatorias y no rotatorias). Sin embargo, estos datos de velocidad, que representan un avance significativo, aún no aclaran el origen exacto de la formación de las UDG y siguen siendo objeto de debate. ^{[ 13 ]}

Otro ejemplo de una galaxia ultradifusa (UDG) es la galaxia Zangetsu. Se trata de una UDG descubierta recientemente que parece ser inusualmente asimétrica, es decir, tiene una forma ligeramente alargada y sus propiedades morfológicas no son uniformes. Zangetsu no parece pertenecer a ningún cúmulo de galaxias , lo que la convierte en una galaxia aislada. Debido a las mediciones de su brillo superficial, su perfil de luz, su color óptico y su distribución espectral de energía (SED ), se cree que Zangetsu también es una galaxia quiescente. El descubrimiento y la observación de las propiedades de Zangetsu han puesto en entredicho la teoría actual sobre cómo se forman las UDG. ^{[ 31 ]}

• Galaxia oscura : galaxia hipotética sin estrellas o con muy pocas. 
• Galaxias enanas ultra débiles : los sistemas más dominados por materia oscura conocidos.
• Galaxia de baja luminosidad superficial , también conocida como LSBG : galaxia menos brillante que el cielo nocturno circundante. Páginas que muestran descripciones breves de los objetivos de redirección. 
• Galaxia tipo cD : clasificación de morfología galáctica o galaxia tipo c-difusa . 
• Galaxia de tipo D : sistema para categorizar galaxias según su apariencia. Páginas que muestran descripciones breves de destinos de redirección o galaxias de tipo difuso . 
• Cúmulo globular : colección esférica de estrellas , utilizada para rastrear halos de materia oscura en UDGs. 
• Halo de materia oscura : estructura cosmológica teórica 
• DGSAT I – Galaxia ultradifusa en el supercúmulo de Perseo-Piscis 
• Cúmulo de galaxias – Estructura astronómica 

• Beasley, Michael A.; Romanowsky, Aaron J.; Pota, Vincenzo; Navarro, Ignacio Martin; Delgado, David Martinez; Neyer, Fabian; Deich, Aaron L. (2016-03-10). "Un halo oscuro sobremasivo alrededor de una galaxia ultradifusa en el cúmulo de Virgo" . The Astrophysical Journal Letters . 819 (2) (publicado el 1 de marzo de 2016): L20. arXiv : 1602.04002 . Bibcode : 2016ApJ...819L..20B . doi : 10.3847/2041-8205/819/2/L20 . ISSN 2041-8205 . S2CID 7783759 .  
• Dokkum, Pieter G. van; Romanowsky, Aaron J.; Abrahán, Roberto; Brodie, Jean P.; Conroy, Charlie; Geha, Marla ; Merritt, Allison; Villaume, Alexa; Zhang, Jielai (1 de mayo de 2015). "Confirmación espectroscópica de la existencia de grandes galaxias difusas en el cúmulo de Coma". La revista astrofísica . 804 (1) (publicado el 1 de mayo de 2015): L26. arXiv : 1504.03320 . Código Bib : 2015ApJ...804L..26V . doi : 10.1088/2041-8205/804/1/L26 . ISSN 2041-8213 . S2CID 54664026 .  
• Koda, Jin; Yagi, Masafumi; Yamanoi, Hitomi; Komiyama, Yutaka (24 de junio de 2015). "Aproximadamente mil galaxias ultradifusas en el cúmulo de Coma". La revista astrofísica . 807 (1): L2. arXiv : 1506.01712 . Código Bib : 2015ApJ...807L...2K . doi : 10.1088/2041-8205/807/1/L2 . ISSN 2041-8213 . S2CID 35812655 .  

• CDG-2: La galaxia fantasma detectada únicamente a través de sus cúmulos globulares — resumen accesible de la investigación sobre la galaxia oscura CDG-2 en el cúmulo de Perseo, basado en Li (2025), publicado en The Astrophysical Journal Letters