Galaxias gigantes como la Vía Láctea y Andrómeda se conforman, sobre todo, de exótica materia oscura. Pero incluso el material ordinario de nuestra galaxia representa un enigma, puesto que la mayoría está perdido y es desconocido por los científicos. Ahora, sin embargo, mirando a una galaxia abrirse paso a través de la periferia de la Vía Láctea, los astrónomos han calculado la cantidad de gas que rodea el brillante disco de nuestra galaxia, encontrando que este material sobrepasa todo el gas interestelar y el polvo que se encuentra en nuestra parte de la Vía Láctea.

Mediciones del fondo cósmico de microondas —el resplandor posterior al Big Bang— indican que un sexto de toda la materia del universo es ordinaria, o bariónica, que contiene protones y neutrones (o “bariones”, en el lenguaje de los físicos), esa misma materia de la que están compuestas las estrellas, los planetas y las personas. Basados en el movimiento de objetos distantes orbitando la Vía Láctea, los astrónomos calculan que nuestra galaxia es aproximadamente un billón de veces más masiva que el Sol. Si cinco sextos de este material es materia oscura, entonces esta exótica sustancia compone 830.000 millones de masas solares de nuestra galaxia; mientras que la materia bariónica debería aportar los restantes 170.000 millones.

El problema es que, todas las estrellas conocidas y materia interestelar de nuestra galaxia suman tan solo cerca de 60.000 millones de masas solares: 50.000 millones de estas son estrellas y 10.000 millones son gas y polvo interestelar. (La Vía Láctea tiene más de 100.000 millones de estrellas, pero la mayoría son más pequeñas que el Sol). Eso deja por fuera unos impresionantes 110.000 millones de masas solares de material que no se sabe dónde está. Si la Vía Láctea es aún más masiva de lo que se calcula actualmente, este problema de bariones faltantes se pone aún peor, y el mismo misterio afecta a otras galaxias gigantes.

¿Dónde están los bariones faltantes? Quizás en un difuso halo gaseoso alrededor de la Vía Láctea. Satélites de rayos X han detectado átomos de oxígeno en nuestra galaxia que han perdido la mayor parte de sus ocho electrones, una señal de que habitan un gas que tiene una temperatura de millones de grados, mucho más caliente que la superficie del Sol. Pero dado que no sabemos qué tan lejos de nosotros se encuentran estos átomos de oxígeno fritos, no podemos estimar con precisión el tamaño de este componente de la galaxia. Si están considerablemente cerca del disco, entonces este llamado entorno circungaláctico no es tan extenso y, por lo tanto, no acumula tanto material. Pero si están lejos, regados a través del colosal halo, este material gaseoso podría sobrepasar en masa a todas las estrellas de la galaxia, proveyendo el combustible para la formación de estrellas en los próximos miles de millones de años.

Afortunadamente para los astrónomos, la Vía Láctea es tan poderosa que gobierna un séquito de galaxias más pequeñas que rotan a su alrededor, tal como las lunas orbitan a un planeta. La galaxia satélite más espectacular es la Gran Nube de Magallanes, la cual brilla a 160.000 años luz de la Tierra. Como todos los demás satélites galácticos, esta se mueve alrededor de la Vía Láctea, pero a diferencia de sus colegas, rebosa de gas, el cual es despojado al embestir el gas del propio halo. La cantidad de gas perdido depende de la velocidad a la cual se mueve nuestro vecino y cuán denso es el gas del halo. Y esa densidad puede arrojar un estimado de masa para el gas del halo .

Recientemente, el Telescopio Espacial Hubble midió la velocidad de la galaxia. Esto permitió a los astrónomos Munier Salem, de la Universidad de Columbia, y Gurtina Besla, de la Universidad de Arizona, y sus colegas, estudiar el gas despojado y calcular que la densidad de gas del halo de la Vía Láctea cerca de la Gran Nube de Magallanes es de 0,0001 átomos por centímetro cúbico. Eso no es mucho —solo cerca de 10.000 veces más tenue que el gas interestelar en el disco de la Vía Láctea—, pero el halo cubre mucho terreno. En una investigación enviada a The Astrophysical Journal para su publicación, los astrónomos suponen que la densidad de gas se reduce conforme aumenta la distancia desde el centro de la Vía Láctea, y calculan que el gas sumaría hasta 26.000 millones de masas solares, o cerca de la mitad del total de masa contenida en todas las estrellas de la Vía Láctea. Matthew Miller, un estudiante de posgrado de la Universidad de Michigan que está completando su disertación acerca del entorno circungaláctico, dice que este número corresponde con cálculos previos, pero está basado en una medición más directa de la densidad.

Aún así, el nuevo cálculo de la masa del gas del halo comprende tan solo el 15% del contenido bariónico esperado de la Vía Láctea. Besla dice que la verdadera cantidad del gas en el halo es probablemente mayor porque su densidad podría disminuir menos con la distancia de lo que los modelos estándar asumen. Miller sospecha que los bariones faltantes podrían estar completamente ausentes de la Vía Láctea, al no caer nunca en nuestra galaxia junto con la materia oscura, en cuyo caso, deberían estar divagando en el vasto espacio entre galaxias gigantes.

Besla predice que trabajos futuros podrían arrojar mejores mediciones. Otra galaxia rica en gas —la Pequeña Nube de Magallanes, ubicada a 200.000 años luz de la Tierra— orbita a la Gran Nube de Magallanes. La danza conjunta de ambas galaxias ha derramado gas generando una corriente de más de medio millón de años luz de largo. La mayor parte de esta Corriente Magallánica se extiende más allá de la Gran Nube de Magallanes y, por tanto, debería servir para investigar la densidad del halo de gas en otra parte, dice Besla.

De hecho, los astrónomos en la Tierra tienen suerte: habitan una de las pocas galaxias gigantes que cuentan con dos galaxias satélites cercanas ricas en gas.“Es increíble cuánta información nos provee este sistema”, dice Besla. En contraste, todos los satélites que orbitan galaxias gigantes más típicas se han quedado sin gas, y los astrónomos allá podrían mirar a sus colegas en la Vía Láctea con silenciosa envidia.