La Agencia Espacial Europea (ESA) anunció recientemente una nueva misión de su programa científico: un pequeño telescopio que orbita la Tierra denominado Arrakhis. Pero aunque su nombre está inspirado en la novela de ciencia ficción Dune, no estará buscando gusanos de arena o “especias” en un planeta desértico.
En cambio, este ágil satélite superará enormemente su peso e intentará rastrear una de las sustancias más escurridizas y misteriosas del universo: la materia oscura. Este es el término que se le da a la hipotética materia invisible que se cree que es más abundante que la materia normal y tiene un efecto gravitatorio similar en su entorno.
La misión está clasificada como rápida (F), lo que significa que es más pequeña, más enfocada y tiene un tiempo de respuesta más rápido (menos de diez años para el lanzamiento) que otros tipos de misiones de la ESA. La misión F anterior de la agencia, seleccionada en 2019, se llama Comet Interceptor. Ya estacionada en un punto estable del Sistema Solar, esta sonda está esperando que aparezca un cometa y vuele junto a ella, algo que sucederá en el momento en que Arrakhis se lance a principios de la década de 2030.
Sigue la luz
Dado que la materia oscura aún elude la detección, la misión apuntará a las fuentes de luz que son sensibles a ella. Esperamos que la materia normal, la materia que realmente emite luz, como las estrellas en las galaxias, se mueva principalmente bajo la influencia de la materia oscura, que es más abundante.
Creemos que la materia oscura subyacente mueve galaxias enteras de un lado a otro, como faros esparcidos por un océano invisible. Sin embargo, su navegación es accidentada, ya que se cree que la materia oscura se distribuye de manera desigual en todo el universo, formando una “red cósmica” en grandes distancias y teniendo una apariencia más grumosa en las escalas de las galaxias. Algunos de estos cúmulos deberían estar poblados por pequeñas galaxias llamadas galaxias enanas, mientras que otros estarían compuestos completamente de materia oscura.
También quedan restos de esas galaxias enanas que se aventuran demasiado cerca de las galaxias anfitrionas que orbitan. A medida que la materia oscura circundante desgarra estas galaxias a través de las mareas gravitatorias, comienzan a desmoronarse en largas corrientes de estrellas que envuelven vastas franjas de espacio. Estos delgados velos de luz son otra conexión con lo invisible. Al contar y medir sus formas, podemos inferir de qué tipo de partículas está hecha la materia oscura y, en última instancia, qué modelo cosmológico es el más preciso.
La aglomeración en el espacio es una predicción sólida de nuestros modelos cosmológicos, ya que simplemente representa el resultado de la acción de la gravedad sobre la materia. Sin embargo, nuestros modelos dan predicciones contradictorias sobre el número de estos grupos, que podría ser mayor o menor dependiendo de qué tipo de partícula o partículas asumimos que está compuesta de materia oscura.
En el modelo “estándar” de cosmología, se supone que las partículas de materia oscura son “frías”, lo que significa que son pesadas y de movimiento lento (un ejemplo sería “partículas masivas que interactúan débilmente”, o Wimps). Esto implica que nuestra Vía Láctea contendrá cientos de cúmulos de materia oscura, algunos de los cuales contendrán galaxias enanas. Pero el problema es que solo vemos unas pocas docenas de galaxias enanas a nuestro alrededor, lo cual es muy desconcertante. Podría significar que la mayoría de estos grupos están hechos de materia oscura.
Sin embargo, los cosmólogos tienen otras ideas viables. Por ejemplo, si la materia oscura es “caliente”, lo que significa que las partículas son mucho más livianas y rápidas, como los neutrinos estériles, habría muchos menos grumos para empezar. Las observaciones pueden darnos la pista final sobre qué modelo es el correcto, pero para llegar allí, primero necesitamos un censo preciso de las galaxias enanas que orbitan alrededor de la Vía Láctea.
La punta del iceberg
Hay fuertes indicios de que las galaxias enanas descubiertas hasta ahora cerca de la Vía Láctea u otras galaxias grandes son solo la punta del iceberg, y que muchas más permanecen ocultas detrás de la luz de sus anfitriones. Arrakhis podrá descubrir esta población desaparecida incluso a grandes distancias de nosotros.
La observación de esta tenue luz de las estrellas ha demostrado ser un desafío incluso para los telescopios más grandes de la Tierra, ya que requiere imágenes y estudios muy profundos de grandes porciones del cielo. Además, la atmósfera de la Tierra es un obstáculo. Arrakhis observará desde el espacio, con una cámara innovadora que profundiza tanto en la parte óptica como en el infrarrojo cercano del espectro, y con un campo de visión mucho más amplio. (Dicho sea de paso, este tipo de cámara también puede mirar hacia atrás a la Tierra con una resolución excelente).
El centenar de sistemas similares a la Vía Láctea que se observarán están a unos 100 millones de años luz de distancia, donde hasta ahora solo se han descubierto unas pocas galaxias enanas y todavía no hay corrientes estelares. Cuando sepamos la cantidad de galaxias enanas que pronto se descubrirán y cómo se verán distribuidas en el espacio, deberíamos poder precisar el modelo cosmológico correcto.
Arrakhis encontrará muchas de las piezas que faltan en el rompecabezas que proporciona la materia oscura, complementando lo que ya sabemos del universo cercano y lo que aprenderemos en el futuro de otros telescopios futuros, como Euclid o el Observatorio Vera Rubin.
La esperanza es que estas observaciones combinadas detalladas finalmente revelen el misterio de la materia oscura y nos ayuden a comprender qué constituye la mayor parte de la materia en el cosmos.
Con información de Phys.org
