Las galaxias enanas ultradébiles son los sistemas galácticos más pequeños y tenues conocidos. Formadas en las primeras etapas de la historia del Universo y dominadas por materia oscura, constituyen auténticos fósiles cósmicos que permiten estudiar cómo se formaron las primeras galaxias y poner a prueba los modelos sobre la naturaleza de la materia oscura.

Un estudio liderado por Joanna Sakowska, del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), y David Martínez-Delgado, investigador ARAID del CEFCA, ha documentado el descubrimiento de una nueva galaxia enana ultradébil en las proximidades de Andrómeda (M31), la gran galaxia vecina de la Vía Láctea.

Bautizada como Andrómeda XXXVI (And XXXVI), la galaxia parece formar parte del sistema de satélites que orbitan alrededor de Andrómeda, según apunta el análisis realizado por el equipo investigador. El estudio sugiere que se trataría de una galaxia muy antigua, de unos 12.500 millones de años, y extremadamente pobre en elementos pesados. Sin embargo, determinar con precisión sus propiedades requerirá observaciones con telescopios espaciales como el Hubble, que permitirán medir con mayor precisión su distancia, edad o composición.

Un laboratorio para estudiar la formación de galaxias

La galaxia de Andrómeda, situada a unos 2,5 millones de años luz de la Tierra, es la galaxia espiral gigante más cercana a la Vía Láctea. Al igual que nuestra galaxia, está rodeada por numerosas galaxias satélite, pequeñas compañeras que orbitan a su alrededor bajo la acción de la gravedad.

Estas galaxias constituyen valiosos laboratorios para estudiar la formación y evolución de las primeras estructuras del Universo. Además, desempeñan un papel clave para poner a prueba el modelo cosmológico estándar, conocido como ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter), que describe cómo se formaron las galaxias a partir de la materia oscura tras el Big Bang. Según algunas estimaciones basadas en este modelo, Andrómeda podría albergar alrededor de 90 galaxias satélite, muchas más de las identificadas hasta ahora.

El descubrimiento de Andrómeda XXXVI

Andrómeda XXXVI fue identificada por primera vez por el astrofotógrafo y astrónomo aficionado Giuseppe Donatiello mientras examinaba imágenes del proyecto Pan-Andromeda Archaeological Survey (PAndAS), realizado con el telescopio CFHT, en Hawái. El objeto aparecía como una tenue mancha en la que ya se distinguían algunas estrellas individuales, por lo que Donatiello lo incluyó en una lista de galaxias candidatas que envió a Joanna Sakowska (IAA-CSIC) y David Martínez-Delgado (CEFCA) para su análisis.

Según David Martínez-Delgado, investigador ARAID en el CEFCA, And XXXVI es la cuarta galaxia enana descubierta en el entorno de Andrómeda dentro de este proyecto en la última década. El resultado pone de manifiesto el enorme potencial de contribución de los astrónomos amateur cuando cuentan con entrenamiento adecuado y con acceso, desde sus propios hogares, a imágenes públicas procedentes de grandes cartografiados del cielo. “Nuestra lista de posibles candidatas de estas "galaxias perdidas" ya supera la docena y estamos deseando obtener tiempo de observación en telescopios de entre 8 y 10 metros de apertura para poder confirmarlas”, señala Martínez-Delgado.

Tras seleccionar And XXXVI para un estudio más detallado, el equipo obtuvo tiempo de observación en el Gran Telescopio Canarias (GTC), donde utilizó el instrumento OSIRIS+, liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), para obtener imágenes mucho más profundas. Estas observaciones permitieron distinguir estrellas individuales dentro de la tenue luz difusa de la galaxia. Sin embargo, Andrómeda XXXVI resultó ser un objeto extraordinariamente débil: el equipo investigador solo pudo identificar unas 46 estrellas asociadas a ella.

Para superar esta limitación, el equipo comparó las estrellas observadas con modelos teóricos de evolución estelar conocidos como isocronas, que predicen el brillo y el color que deberían tener las estrellas de una misma edad y composición química. “Al asumir que And XXXVI se encuentra aproximadamente a la misma distancia que Andrómeda, las observaciones y los modelos encajan notablemente bien, lo que indica que muy probablemente se trata de una galaxia satélite de M31”, destaca Sakowska.

Descubrir galaxias enanas ultradébiles es extremadamente difícil: su pequeño tamaño y su escasa luminosidad hacen que solo se puedan detectar en nuestro entorno cósmico más cercano. “Cada uno de estos descubrimientos nos ofrece una oportunidad excepcional para estudiar cómo se forman las galaxias en escalas de masa tan extremas, así como para investigar la distribución de la materia oscura. Por ello, esperamos que Andrómeda XXXVI siga siendo objeto de estudio en los próximos años”, concluye Joanna Sakowska (IAA-CSIC).