La distribución de la materia oscura observada por el Telescopio Espacial Hubble (izquierda) y por el Telescopio Espacial James Webb (derecha)
Dr. Gavin Leroy/Profesor Richard Massey/Colaboración COSMOS-Webb
Los científicos han creado el mejor mapa jamás creado de la materia oscura utilizando sutiles distorsiones en la forma de unas 250.000 galaxias. Podría ayudarnos a comprender algunos de los mayores misterios del cosmos.
La materia oscura es extraordinariamente difícil de mapear porque, fiel a su nombre, no emite ninguna luz que podamos detectar. Sólo interactúa con la materia normal a través de su atracción gravitacional, por lo que eso es lo que los investigadores utilizan para descubrir dónde se encuentra. Jacqueline McCleary de la Universidad Northeastern en Massachusetts y sus colegas utilizaron el Telescopio Espacial James Webb (JWST) para hacerlo, examinando un área del cielo ligeramente más grande que la luna llena.
“Es una imagen de muy alta resolución de la estructura de este pequeño rincón del universo”, dice McCleary. La resolución del mapa es aproximadamente el doble que los anteriores realizados con el Telescopio Espacial Hubble e incluye estructuras mucho más alejadas de la Tierra.
Para realizar este mapa, los investigadores examinaron las formas de unas 250.000 galaxias, pero no es su forma intrínseca lo que resulta interesante. “Esas galaxias son básicamente el papel tapiz cósmico”, dice Liliya Williams de la Universidad de Minnesota, que no participó en el análisis. Más bien, lo importante es cómo la gravedad de la materia oscura entre el telescopio y el “papel tapiz” deforma la luz de las galaxias, en un proceso llamado lente gravitacional: cuanto más se aleja la forma promedio de las galaxias distantes de circular, más materia oscura se interpone entre ellas y nosotros.
Al analizar estas diferencias de forma, los investigadores trazaron enormes cúmulos de galaxias, junto con los filamentos de la red cósmica que los conecta. Algunas de estas estructuras no coincidían con nada que habíamos visto anteriormente al observar materia regular o luminosa, lo que indica que deben estar dominadas por materia oscura. “Para identificar muchas de estas estructuras en un campo amplio, las lentes gravitacionales son una de las muy pocas técnicas, y definitivamente la mejor”, dice Williams.
Esto es importante porque la materia oscura constituye alrededor del 85 por ciento de la materia total del universo, por lo que es crucial para la evolución no sólo de las galaxias y los cúmulos de galaxias, sino también del cosmos en su conjunto. Construir un mapa de su distribución podría ayudarnos a precisar cómo se comporta y de qué está hecho exactamente, afirma Williams.
“No sólo es un golpe de observación, sino que a su vez permitirá muchos otros análisis: limitaciones de los parámetros cosmológicos, la conexión entre las galaxias y sus halos de materia oscura y cómo crecen y evolucionan con el tiempo”, dice McCleary. Estos parámetros cosmológicos incluyen la fuerza de la energía oscura, la fuerza misteriosa que hace que el universo se expanda a un ritmo acelerado.
Por ahora, parece que el mapa JWST coincide con nuestro modelo estándar actual del universo, conocido como lambda-CDM, pero aún quedan muchas investigaciones en profundidad de los datos por realizar que seguramente proporcionarán nuevos conocimientos, dice McCleary. “Aunque a primera vista es compatible con lambda-CDM, no me rendiré todavía; me abstendré de juzgar hasta que finalice nuestro análisis”.
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