A medida que el Telescopio Espacial Romano Nancy Grace (Roman) se lance en su viaje cósmico, pronto enviará imágenes estelares, brindándonos una vista nítida y detallada del universo más allá de nuestro planeta. Pero uno de los principales impulsores de su misión será el estudio de lo que no podemos ver.
Si bien no podemos ver la materia oscura ni la energía oscura, los científicos sugieren que ambas pueden ayudar a dar forma a la estructura del universo. Misiones anteriores han recopilado datos sobre estos componentes, pero la NASA construyó Roman específicamente para explorar estas misteriosas fuerzas con más profundidad.
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¿Qué es la energía oscura y la materia oscura?
Según la NASA, la materia oscura es como el pegamento que mantiene unido el universo. Aunque es invisible, el material nos rodea y constituye la mayor parte de la masa del universo.
“Básicamente, la física de nuestro universo está impulsada por los componentes que componen todo lo que sabemos”, dijo a Discover Dominic Benford, científico del programa del Telescopio Espacial Romano Nancy Grace. “Toda la materia que forma a las personas, los gatos y los perros, la Tierra, el sol y todas las galaxias que vemos comprende alrededor del 5 por ciento del presupuesto total de masa-energía de todo el cosmos”.
No podemos ver la materia oscura, pero la NASA estima que representa alrededor del 27 por ciento del presupuesto total de energía masiva en el universo (mientras que la energía oscura representa alrededor del 68 por ciento, pero hablaremos de eso más adelante).
Según Benford, la materia oscura es similar a la materia normal, excepto que si bien interactúa con la gravedad, no interactúa con la luz. Sin embargo, debido a que la materia oscura tiene masa, los astrónomos pueden “ver” la materia oscura interactuando con la materia normal que la rodea.
La energía oscura, en teoría, es la fuerza que expande el universo hacia afuera.
“La importancia de la energía oscura es que es la fuerza impulsora que realmente domina la mayor parte de la realidad de nuestro universo”, dijo Benford.
Además de saber que la energía oscura es una fuerza energética que impulsa la expansión del universo y que puede constituir alrededor del 68 por ciento del contenido del universo, no se sabe mucho más al respecto. Pero Roman podría cambiar eso.
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Estudiando la materia oscura
Roman también está equipado con un potente instrumento de reconocimiento infrarrojo de campo amplio, lo que significa que puede capturar y procesar imágenes de grandes secciones del cielo y enviarlas a la Tierra para su estudio. Gracias a la gran vista, los astrónomos pudieron estudiar un fenómeno conocido como lente gravitacional, que ocurre cuando un objeto masivo, como un agujero negro o un cúmulo de galaxias, desvía el camino de la luz de una fuente que puede estar detrás de él, según la NASA.
“Es como mirar a través de un espejo cósmico. Puede manchar o duplicar galaxias distantes, o si la alineación es correcta, puede magnificarlas como un telescopio natural”, dijo en un comunicado de prensa Ryan Hickox, profesor de física y astronomía en Dartmouth y copresidente de un comité de la NASA que dio forma al diseño del estudio.
Debido a que el campo de visión de Roman será tan grande, los investigadores podrían estudiar este fenómeno a menor escala y ver cómo la influencia gravitacional de la materia oscura puede cambiar la apariencia de objetos cósmicos distantes. A partir de estos datos, los astrónomos construirán mapas detallados de cómo se distribuye la materia, según la NASA. A partir de ahí, estudiarán cómo crecen estas estructuras con el tiempo, lo que ayudará a estudiar la energía oscura.
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Estudiando la energía oscura
Según la NASA, el estudio de área amplia de Roman también ayudará a recopilar luz y espectros de unos 20 millones de galaxias. El análisis de estos objetos ayudará a los investigadores a comprender mejor qué tan rápido se expande el universo durante las diferentes eras cósmicas. A medida que los objetos se alejan, las ondas de luz que emiten se estiran y cambian hacia longitudes de onda más rojas, según la NASA. Este fenómeno se conoce como corrimiento al rojo.
Utilizando estos datos, los investigadores podrían saber a qué distancia está algo en el espacio. Cuanto mayor es el corrimiento al rojo, más lejos está un objeto. Desde aquí, los astrónomos elaborarán un mapa en 3D de las galaxias que se encuentran en el campo de visión desde una distancia de unos 11,5 mil millones de años luz.
“El estudio de imágenes de Roman combinado con su estudio de corrimiento al rojo nos brinda nueva información sobre la evolución del universo, tanto cómo se expande como cómo crecen las estructuras con el tiempo, que nos ayudará a comprender qué están haciendo la energía oscura y la gravedad con una precisión sin precedentes”, dijo en el comunicado de prensa Risa Wechsler, directora del KIPAC (Instituto Kavli de Astrofísica y Cosmología de Partículas) de la Universidad de Stanford en California y copresidenta del comité que dio forma al diseño del estudio.
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