Un grupo internacional de astrónomos acaba de esbozar el mapa más preciso hasta la fecha de algo que nadie puede ver. Es un plano de la materia oscura: la masa invisible y fantasmal que pesa más que todas las estrellas, planetas y personas existentes.
Publicado en Nature Astronomy, el nuevo mapa utiliza nuevas observaciones del Telescopio Espacial James Webb, dirigidas a una zona del cielo bien estudiada conocida como el campo COSMOS. Utilizando las nítidas imágenes del Webb, el equipo reconstruyó la distribución de la materia oscura y comparó esa distribución oculta con las galaxias que podemos ver.
“Al revelar la materia oscura con una precisión sin precedentes, nuestro mapa muestra cómo un componente invisible del Universo ha estructurado la materia visible hasta el punto de permitir el surgimiento de galaxias, estrellas y, en última instancia, la vida misma”, afirmó Gavin Leroy, coautor principal de la investigación, del Instituto de Cosmología Computacional del Departamento de Física de la Universidad de Durham. “Este mapa revela el papel invisible pero esencial de la materia oscura, la verdadera arquitecta del Universo, que gradualmente organiza las estructuras que observamos a través de nuestros telescopios”.
Cómo ver lo invisible
Dado que la materia oscura no brilla, ni refleja la luz, ni siquiera la bloquea, no se puede simplemente apuntarla con una cámara. En cambio, los astrónomos buscan sus huellas mediante una técnica llamada lente gravitacional débil. Básicamente, buscan cómo su gravedad altera la luz.
Imagínate que estás mirando a través de una ventana antigua y ondulada. Los objetos al otro lado no han desaparecido, pero se ven ligeramente estirados o torcidos. En este caso, la “ventana” es la gravedad misma. Enormes cúmulos de materia oscura deforman el tejido del espacio, desviando la luz de galaxias distantes a medida que viaja hacia nosotros. Midiendo las diminutas distorsiones en 129 galaxias por cada minuto de arco cuadrado (una porción de cielo más pequeña que un grano de arena sostenido con el brazo extendido), el equipo pudo calcular exactamente dónde se escondía la masa oculta. Ese maratón de observación dio sus frutos en términos de gran número de participantes.
El arquitecto del universo
“Anteriormente, observábamos una imagen borrosa de la materia oscura”, declaró la coautora principal Diana Scognamiglio, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. “Ahora vemos el andamiaje invisible del Universo con un detalle asombroso”.
Este andamiaje es esencial. Según la cosmología moderna, la materia oscura se aglutinó primero. Su gravedad actuó entonces como una trampa cósmica, atrayendo materia “normal” para formar estrellas y galaxias. Sin ella, el universo sería una sopa ligera y desorganizada.
“Al revelar la materia oscura con una precisión sin precedentes, nuestro mapa muestra cómo un componente invisible del Universo ha estructurado la materia visible”, dijo el coautor principal Gavin Leroy de la Universidad de Durham.
Como lo expresa Richard Massey, de la Universidad de Durham, esta inundación invisible está en todas partes, incluso dentro de ti. “Miles de millones de partículas de materia oscura atraviesan tu cuerpo cada segundo”, señaló Massey. No nos dañan; ni siquiera nos notan. Pero a gran escala, esta “nube arremolinada” es lo único que impide que la Vía Láctea se desmorone.
¿Por qué hacer un mapa de materia oscura más nítido?
Además de ser una interesante “revisión de la realidad”, estos mapas ayudan a los científicos a comprobar sus teorías sobre la verdadera naturaleza de la materia oscura. Diferentes modelos predicen diferentes texturas para estos filamentos invisibles. Contar con un punto de referencia de alta resolución permite a los investigadores ver qué teorías se sostienen y cuáles deberían desecharse.
En otro nivel, mapas más nítidos ayudan a poner a prueba ideas sobre qué es la materia oscura. Algunos modelos predicen diferencias sutiles en la formación de grumos, la apariencia lisa de los filamentos o la cantidad de estructura a pequeña escala que sobrevive a medida que el universo evoluciona. Los autores describen el nuevo mapa como un punto de referencia de alta resolución para investigar la materia oscura y el crecimiento de la estructura a gran escala.
El equipo ya está estudiando más allá del Webb. Estudios más amplios de la misión Euclid de la ESA y del próximo Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA están diseñados para utilizar lentes débiles en áreas mucho más extensas del cielo, cartografiando la distribución de la materia a lo largo del tiempo cósmico. Por ejemplo, se espera que el Roman cartografíe la materia oscura en un área más extensa midiendo señales de lentes débiles en galaxias distantes, lo que ayudará a aclarar la distribución y estructura de la materia oscura.
Fuente: ZME Science.
