Primeras imágenes de la materia oscura

Publicado por el abr 27, 2010

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Un equipo internacional de astrónomos de Japón, Gran Bretaña y Taiwan acaba de conseguir, por rimera vez, imágenes que reflejan la distribución de materia oscura alrededor de 20 grandes cúmulos de galaxias. El hallazgo confirma las predicciones teóricas que se habían realizado hasta ahora. La materia oscura se distribuye alrededor de las galaxias en forma de halos de formas irregulares y a menudo alargadas. La investigación abre nuevas vías hacia la comprensión de la auténtica naturaleza de esta enigmática clase de materia no constituida por átomos. Los resultados se publicarán en la revista mensual de la Royal Astronomical Society.

¿Qué es la materia oscura? La respuesta a esta pregunta es aún desconocida y constituye uno de los problemas centrales de la física y la astronomía modernas. Y es que la materia oscura hace realmente honor a su nombre en un buen número de formas diferentes. Resulta indetectable tanto en el rango de la luz visible como en el resto de las longitudes de onda que son capaces de resolver nuestros mejores telescopios. Ni en el infrarrojo, ni en los rayos X ni en el ultravioleta la materia oscura ha revelado aún su auténtica naturaleza.

Y precisamente por eso, porque es invisible, su existencia debe ser deducida a partir de los efectos gravitatorios que provoca en otros objetos que sí podemos ver, tales como estrellas, galaxias y cúmulos galácticos. Esta clase de “pruebas indirectas” han establecido que la materia oscura es relativamente abundante en nuestro universo. En realidad mucho más abundante que la materia “normal” y que sí podemos ver.

Si sumamos todo lo que los astrónomos alcanzan a ver a través de sus telescopios, esto es, todos los planetas, estrellas y galaxias que existen, no tendremos más que un mísero 4% de la masa total del universo. La materia oscura, por sí sola, da cuenta de otro 23% de esa masa total. El restante 74% del universo en que vivimos está constituido por una aún más misteriosa fuerza, que los científicos han llamado energía oscura.

Pero volvamos a la materia oscura que es, como hemos visto, hasta cinco veces más abundante que la materia ordinaria. Lo cual significa que su contribución, por ejemplo, a la formación y estabilidad de las galaxias debe ser absolutamente necesaria para que el universo sea tal y como es. Sin materia oscura, por ejemplo, las galaxias no tendrían fuerza suficiente para “sujetar” a sus estrellas y manetnerse como estructuras estables.

En sus intentos por comrender y descifrar los misterios de la materia oscura, y ante la imposibilidad actual de observarla directamente, los astrónomos intentan nuevas aproximaciones al problema. Entre ellas, lograr averiguar cómo se distribuye la materia oscura alrededor de las galaxias y comprobar después si esa distribución se ajusta a los modelos teóricos. Y eso es precisamente lo que ha hecho un equipo internacional de astrónomos bajo la batuta de Masamune Oguri, del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, y de Masahiro Takada, de la Universidad de Tokyo.

Utilizando lentes gravitacionales los científicos han conseguido su objetivo y han sido capaces de mostrar las primeras imágenes en las que se “ve” materia oscura. La teoría general de la relatividad de Einstein predecía que la luz procedente de un objeto lejano se curvaría (debido a la gravedad) al pasar junto a objetos muy masivos, como por ejemplo un cúmulo de galaxias. O una concentración de materia oscura. Esa deformación de la luz es lo que se conoce como lente gravitacional y ha sido así, midiendo la distorsión de la luz desde varias galaxias lejanas hasta la Tierra, como los astrónomos han conseguido inferir la presencia, la cantidad y la distribución de materia oscura en las regiones elegidas para su estudio.

Utilizando el telescopio Subaru, los astrónomos observaron veinte cúmulos masivos de galaxias. Esta clase de cúmulos resultan ideales para esta clase de investigaciones, ya que contienen miles de galaxias individuales y una gran cantidad de la materia oscura e invisible cuya distribución se pretende medir. Las observaciones con la Suprime-Cam del Subaru muestran supercúmulos galácticos muy distantes de nosotros, alredeodr de 3.000 millones de años luz.

Analizando el efecto de lente gravitacional en estas imágenes, los investigadores comprobaron que, en general, la distribución de la materia oscura alrededor de esas veinte grandes agrupaciones galácticas no tiene un contorno esférico, sino plano y alargado. Tal y como predecían los modelos teóricos.

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