Científicos han creado el mapa de mayor resolución de la materia oscura que se extiende por el universo, mostrando su influencia en la formación de estrellas, galaxias y planetas.
La investigación, en la que participan astrónomos de la Universidad de Durham (Reino Unido), nos revela cómo esta sustancia invisible contribuyó a atraer materia ordinaria hacia galaxias como la Vía Láctea y planetas como la Tierra. Los hallazgos, basados en nuevos datos del Telescopio Espacial James Webb (Webb) de la NASA, se publican en la revista Nature Astronomy.
El estudio fue dirigido conjuntamente por la Universidad de Durham, el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA y la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), Suiza.El nuevo mapa confirma investigaciones previas y proporciona nuevos detalles sobre la relación entre la materia oscura y la materia normal, de la que estamos hechos nosotros y todo lo que podemos tocar o ver. Cuando el universo comenzó, la materia oscura y la materia normal probablemente estaban dispersas.
Los científicos creen que la materia oscura se aglutinó primero y luego atrajo a la materia normal, creando regiones donde comenzaron a formarse estrellas y galaxias.
Cómo la materia oscura moldeó el universo
De esta manera, la materia oscura determinó la distribución a gran escala de las galaxias que vemos en el universo actual. Al impulsar la formación de galaxias y estrellas antes de lo que habría ocurrido de otro modo, la materia oscura también contribuyó a crear las condiciones para la formación de los planetas. Sin ella, podríamos no tener los elementos en nuestra galaxia que permitieron el surgimiento de la vida. El Dr. Gavin Leroy, coautor principal de la investigación y del Instituto de Cosmología Computacional del Departamento de Física de la Universidad de Durham, afirmó: «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.
Este mapa revela el papel invisible pero esencial de la materia oscura, la verdadera arquitecta del universo, que organiza gradualmente las estructuras que observamos a través de nuestros telescopios».
Comprensión de la naturaleza esquiva de la materia oscura
La materia oscura no emite, refleja, absorbe ni bloquea la luz, y atraviesa la materia normal como un fantasma. Sin embargo, interactúa con el resto del universo a través de la gravedad, algo que el nuevo mapa muestra con mayor claridad. La evidencia de esta interacción reside en el grado de superposición entre los mapas de materia oscura y materia normal. Según la investigación, las observaciones del Webb confirman que esta estrecha alineación no puede ser una coincidencia. En cambio, los astrónomos afirman que se debe a que la gravedad de la materia oscura ha atraído a la materia normal hacia ella a lo largo de la historia cósmica.
El profesor Richard Massey, coautor de la investigación y miembro del Instituto de Cosmología Computacional del Departamento de Física de la Universidad de Durham, afirmó: «Dondequiera que se encuentre materia normal en el universo actual, también se encuentra materia oscura. Miles de millones de partículas de materia oscura atraviesan nuestro cuerpo cada segundo. No hay peligro, no nos detectan y simplemente siguen su camino. Pero toda la nube de materia oscura que gira alrededor de la Vía Láctea tiene suficiente gravedad para mantener unida a toda nuestra galaxia. Sin materia oscura, la Vía Láctea se desintegraría en rotación.
Cartografiando el universo con el Webb
El área cubierta por el nuevo mapa es una sección del cielo aproximadamente 2,5 veces más grande que la Luna llena, en la constelación de Sextante.El Webb observó esta región durante un total de aproximadamente 255 horas e identificó cerca de 800.000 galaxias, muchas de ellas detectadas por primera vez. El equipo científico buscó entonces materia oscura observando cómo su masa curva el propio espacio, lo que a su vez desvía la luz que llega a la Tierra desde galaxias distantes, como si la luz de esas galaxias hubiera atravesado un cristal deformado. El mapa contiene aproximadamente 10 veces más galaxias que los mapas de la zona realizados por observatorios terrestres y el doble que el Telescopio Espacial Hubble.
Revela nuevos cúmulos de materia oscura y captura una imagen de mayor resolución de las áreas previamente observadas por el Hubble.
Imágenes más nítidas e investigaciones futuras
La Dra. Diana Scognamiglio, coautora principal de la investigación y del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, afirmó: «Este es el mapa de materia oscura más grande que hemos creado con el Webb y es el doble de nítido que cualquier mapa de materia oscura realizado por otros observatorios. Anteriormente, observábamos una imagen borrosa de la materia oscura. Ahora vemos el entramado invisible del universo con un detalle asombroso, gracias a la increíble resolución del telescopio Webb.
Para refinar las mediciones de la distancia a muchas galaxias para el mapa, el equipo utilizó el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) del telescopio Webb. El Centro de Astronomía Extragaláctica de la Universidad de Durham participó en el desarrollo de MIRI, cuyo diseño y gestión estuvo a cargo del JPL hasta su lanzamiento.
Las longitudes de onda detectadas por MIRI lo hacen idóneo para detectar galaxias oscurecidas por nubes de polvo cósmico. El equipo planea ahora cartografiar la materia oscura en todo el universo, utilizando el telescopio Euclid de la Agencia Espacial Europea (ESA) y el próximo Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA.
Aprenderán más sobre las propiedades fundamentales de la materia oscura y cómo esta podría haber cambiado a lo largo de la historia cósmica.
Sin embargo, esa porción de cielo estudiada en esta última investigación será la referencia sobre la que se ajustarán y compararán todos los mapas futuros.
Con información de Nature
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