La forma en que algunas galaxias rotan hoy en día parece conservar todavía la huella de las condiciones que reinaban poco después del Big Bang. Un equipo internacional ha detectado esta impronta en la orientación del gas de galaxias elípticas masivas cercanas, con una señal estadística significativa. Esta medición aporta una prueba directa de una idea formulada hace varias décadas sobre el origen de la rotación galáctica.
Para entender este resultado, hay que remontarse al nacimiento de las galaxias. Antes de su formación, la materia no estaba distribuida uniformemente en el Universo. Las diferencias de densidad producían fuerzas gravitatorias desiguales, llamadas fuerzas de marea. Según la teoría del par de marea, estas fuerzas dieron un movimiento de rotación a las futuras galaxias incluso antes de que adoptaran su forma actual.
Las rotaciones galácticas llevan la huella del Universo primigenio.
El problema es que miles de millones de años de evolución posteriormente difuminaron esa señal inicial. Las galaxias se han fusionado, han atraído gas e interactuado con su entorno. Por tanto, cabía preguntarse si su orientación actual conservaba todavía información medible sobre esas condiciones muy antiguas.
Los autores compararon observaciones de galaxias cercanas con una reconstrucción de la distribución inicial de materia en esa misma región del Universo. Esa reconstrucción, procedente del proyecto ELUCID, permite estimar el campo gravitatorio primigenio que actuó sobre las estructuras que acabarían convirtiéndose en las galaxias observadas hoy.
La señal más nítida aparece en el gas de galaxias elípticas centrales y masivas. Su eje de rotación presenta una correlación direccional con el predicho a partir del campo primigenio con una significación de aproximadamente 7 sigma, lo que significa que la probabilidad de obtener tal concordancia por una fluctuación estadística aleatoria es extremadamente baja según el modelo utilizado.
No todas las galaxias muestran el mismo nivel de correlación. El análisis principal incluye, en particular, 781 galaxias elípticas y 815 galaxias espirales con mediciones fiables de la rotación del gas. Las espirales muestran una señal menos marcada, en parte porque una mayor fracción pertenece a halos de masa donde la reconstrucción se vuelve menos precisa.
En otras palabras, la información inicial no ha desaparecido por completo a pesar de la evolución cósmica. Esta persistencia refuerza la teoría del par de marea, que relaciona directamente la rotación de las galaxias con las irregularidades gravitatorias presentes en el Universo joven. También convierte la orientación de las galaxias en un nuevo dato aprovechable para probar ciertos modelos cosmológicos.
Los autores contemplan, entre otras cosas, utilizar estas correlaciones para restringir parámetros como la masa de los neutrinos. Esta vía requiere todavía muestras más amplias y reconstrucciones más precisas. Los datos y varios códigos empleados en el estudio se han hecho públicos, lo que permite ahora reproducir las mediciones y probar el método en otros sondeos.