Durante décadas, los científicos han sabido que la materia ordinaria —todo lo que está compuesto de átomos— representa sólo el 15% de la materia del universo. El resto es la misteriosa materia oscura. Pero incluso esa pequeña porción no cuadraba del todo. Faltaba más de la mitad.
Ahora, apilando millones de galaxias como si fueran fichas de póker, un equipo de astrónomos ha localizado lo que podría ser la materia perdida del universo: átomos normales, forjados en el Big Bang, que de alguna manera habían desaparecido de la vista.
Este descubrimiento, de confirmarse, subsanaría una importante laguna en nuestra comprensión del cosmos. Según los físicos liderados por Boryana Hadzhiyska de la Universidad de California, Berkeley, la materia está presente en forma de gas de hidrógeno ionizado muy difuso. Simplemente no podíamos verlo.
“Creemos que, una vez que nos alejemos de la galaxia, recuperaremos todo el gas que falta”, dijo Hadzhiyska. “Para ser más precisos, debemos realizar un análisis minucioso con simulaciones, algo que aún no hemos hecho. Queremos hacer un trabajo meticuloso”.
Una luz de fondo para el universo
El hidrógeno ionizado es invisible para los telescopios tradicionales. Por lo tanto, para detectar esta materia oculta, los investigadores recurrieron a una técnica que aprovecha la luz más antigua del universo: la radiación cósmica de fondo de microondas, o CMB.
“La radiación cósmica de fondo de microondas se encuentra en la parte posterior de todo lo que vemos en el universo. Es el límite del universo observable”, dijo Simone Ferraro, científico sénior del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y de la Universidad de California en Berkeley.
Utilizando esta luz ancestral como una especie de retroiluminación cósmica, el equipo midió cómo se alteraba sutilmente al atravesar nubes de gas ionizado. Este efecto, conocido como el efecto cinemático Sunyaev-Zel’dovich, se produce cuando los fotones del fondo cósmico de microondas se dispersan al chocar con los electrones libres que se mueven con los cúmulos de galaxias.
Los investigadores superpusieron imágenes de aproximadamente 7 millones de galaxias rojas luminosas, observadas con el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) en Arizona. Luego compararon esas imágenes con mediciones ultraprecisas del fondo cósmico de microondas (CMB) tomadas por el Telescopio Cosmológico de Atacama (ACT) en Chile. En definitiva, los científicos descubrieron que el gas se extendió de forma más amplia y tenue de lo que se creía anteriormente, cinco veces más lejos de lo que los astrónomos habían supuesto.
Agujeros negros y retroalimentación cósmica
No se trata de solucionar un antiguo problema de inventario. Encontrar tal cantidad de hidrógeno gaseoso podría tener profundas implicaciones en la astrofísica.
Los astrónomos han creído durante mucho tiempo que los agujeros negros se vuelven “activos” —expulsando chorros de materia y radiación— principalmente durante sus años de formación. Estos periodos iluminan los centros de las galaxias y crean cuásares. Pero si el gas ionizado está tan ampliamente distribuido alrededor de las galaxias maduras, podría significar que estos agujeros negros remueven el gas con más frecuencia de lo que se creía.
“Un problema que no comprendemos tiene que ver con los AGN (núcleos galácticos activos o cuásares), y una de las hipótesis es que se encienden y apagan ocasionalmente en lo que se denomina un ciclo de trabajo”, dijo Hadzhiyska.
Esa actividad genera lo que los científicos denominan retroalimentación: energía que fluye desde el núcleo galáctico hacia el espacio, lo que a su vez regula el nacimiento de estrellas. Ya en 2020 se habían reportado indicios de esta extensa retroalimentación, pero el nuevo estudio, con más galaxias y mayor precisión, refuerza esta hipótesis.
De hecho, los nuevos mapas sugieren que este gas no flota aleatoriamente alrededor de las galaxias, sino que sigue la red cósmica: una vasta red filamentosa de materia que se extiende por todo el universo.
“Saber dónde se encuentra el gas se ha convertido en uno de los factores limitantes más importantes a la hora de intentar obtener información cosmológica a partir de las investigaciones actuales y futuras”, dijo Ferraro. “Hemos llegado a un punto muerto, y este es el momento adecuado para abordar estas cuestiones”.
Mientras los resultados se someten a revisión por pares en Physical Review Letters, los astrónomos ya están analizando cómo perfeccionar las simulaciones para que se ajusten a esta visión más dinámica de la retroalimentación y los ciclos de vida galácticos. Algunos modelos han comenzado a estar a la altura del desafío, incorporando flujos de gas más intensos.
Por ahora, una de las preguntas más apremiantes de la cosmología moderna —¿dónde está la materia que falta en el universo?— podría tener finalmente una respuesta. Siempre estuvo ahí, flotando silenciosamente justo más allá del límite de nuestra visión.
Nota de la fuente: Este artículo se publicó originalmente en abril de 2025 y se actualizó con nueva información.
Fuente: ZME Science.
