La Dark Energy Camera ha captado una imagen del deslumbrante cúmulo de Coma, llamado así por el pelo de la reina Berenice II de Egipto. Esta colección de galaxias no sólo es importante en la mitología griega, sino que también fue fundamental para el descubrimiento de la existencia de la materia oscura.
La teoría surgió en 1937 cuando el astrónomo suizo Fritz Zwicky se dio cuenta de que las galaxias del cúmulo de Coma se comportaban como si estuvieran bajo la influencia de grandes cantidades de materia «oscura» no observable.
Esta imagen densamente poblada muestra un enorme cúmulo no de estrellas individuales, sino de galaxias enteras, conocido como el cúmulo de Coma. El cúmulo de Coma recibe su nombre de la constelación en la que se encuentra, Coma Berenices. Es la única de las 88 constelaciones de la UAI que lleva el nombre de una figura histórica. Su homónima es la reina Berenice II de Egipto, o más precisamente su pelo, donde «coma» significa «cabello de la cabeza» en latín.
Berenice se cortó el pelo y lo presentó como ofrenda votiva a los dioses cuando su marido regresó sano y salvo de la guerra. El pelo fue colocado en un templo, pero desapareció poco después. El astrónomo de la corte, Conon de Samos, afirmó haber identificado los mechones perdidos de Berenice en un lugar bastante improbable (el cielo nocturno), lo que sugiere que la diosa Afrodita había catasterizado (literalmente convertido en una constelación) los mechones de la reina. Todo esto tuvo lugar alrededor del año 245 a. C., lo que significa que el pelo de Berenice ha disfrutado del reconocimiento celestial durante un tiempo extraordinariamente largo.
Los datos utilizados para construir esta imagen detallada fueron recopilados por la Cámara de Energía Oscura (DECam) fabricada por el Departamento de Energía, que está montada en el Telescopio de 4 metros Víctor M. Blanco de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo, un programa de NSF NOIRLab.
La cámara de 570 megapíxeles se construyó para llevar a cabo el Dark Energy Survey (DES), una sorprendente serie de observaciones de 758 noches entre 2013 y 2019. El DES se llevó a cabo con la intención de comprender mejor la naturaleza de la energía oscura, la entidad desconocida que está provocando que se acelere la expansión de nuestro universo.
El cúmulo de Coma está estrechamente asociado con la contraparte igualmente misteriosa de la energía oscura: la materia oscura. Hace casi un siglo, en 1937, el astrónomo suizo Fritz Zwicky observó varias galaxias dentro del cúmulo de Coma. Calculó una aproximación de la masa del cúmulo basándose en sus estructuras luminosas, es decir, observables.
Pero se encontró con algo extraño: al cúmulo parecía faltarle masa. De hecho, las galaxias dentro del cúmulo se comportaban como si el cúmulo contuviera 400 veces más masa de la que sugerían sus estimaciones.
Zwicky llegó a esta conclusión al observar la velocidad a la que se movían las galaxias dentro del cúmulo. Para explicar esto con más detalle, es útil repasar brevemente un punto clave sobre la naturaleza de la gravedad. La gravedad es una de las cuatro interacciones fundamentales conocidas que existen entre todas las entidades con energía o masa. Cuanto más masa tenga un objeto, más fuerte será la atracción gravitatoria que ejercerá. Por lo tanto, los objetos menos masivos que se encuentren a una cierta distancia de un objeto más masivo serán atraídos incontrolablemente hacia él.
Sin embargo, hay un factor adicional a considerar: la velocidad. Si un objeto se mueve lo suficientemente rápido, puede escapar de la atracción gravitatoria de otros objetos. Es este principio el que permitió a Zwicky inferir que al cúmulo de Coma parecía «faltarle» materia.
Descubrió que las galaxias se movían tan rápido que deberían escapar del cúmulo si éste se mantuviera unido sólo por la masa observable. Esto lo llevó a postular que el cúmulo debía mantenerse unido por grandes cantidades de materia «oscura» no observable, aunque esta sugerencia parecía descabellada para gran parte de la comunidad astronómica.
Hubo que esperar hasta la década de 1980 para que la mayoría de los astrónomos se convencieran de la existencia de la materia oscura. El consenso cambió a medida que aparecieron varios estudios que informaban de la misma curiosa inconsistencia de masas que había observado Zwicky, pero a escala de galaxias individuales en lugar de cúmulos de galaxias enteros.
Uno de esos estudios fue realizado en 1970 por los astrónomos estadounidenses Kent Ford y Vera C. Rubin, quienes encontraron evidencia de materia invisible en la galaxia de Andrómeda. En 1979, los astrónomos Sandra Faber y John Gallagher realizaron un análisis sólido de la relación masa-luz de más de 50 galaxias espirales y elípticas, que los llevó a concluir que «la existencia de masa invisible en el universo es muy sólida y cada vez más sólida».
La existencia de materia oscura y energía oscura es ahora ampliamente aceptada, y comprender su naturaleza esquiva es un objetivo principal de la astrofísica moderna. Es posible que en el horizonte se alcance una comprensión más profunda con el próximo Legacy Survey of Space and Time, que durará 10 años y será realizado por el Observatorio Vera C. Rubin de la NSF y el DOE, que lleva el nombre de la inspiradora astrónoma que ayudó a mostrar al mundo que el universo es mucho más de lo que se ve a simple vista.
Con información de NOIRLab
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