Es como trazar un mapa preciso de lo que no se ve: un equipo de astrónomos acaba de establecer la representación más detallada hasta la fecha de la materia oscura, ese componente enigmático del cosmos que no puede ser observado directamente.
Esta imagen inédita, obtenida gracias al telescopio espacial James Webb, cubre una porción del cielo que representa aproximadamente dos veces y media el tamaño de la Luna llena. Los investigadores han contabilizado casi 800.000 galaxias, una cifra muy superior a la de estudios anteriores. Su método se basa en la medición de las deformaciones de la luz procedente de astros lejanos, un efecto causado por la influencia gravitacional de la materia oscura, comparable a la visión a través de un cristal deformante.
Este mapa detallado muestra la distribución de la materia oscura en la región COSMOS, con curvas que indican las zonas de densidad igual.
Crédito: Dr. Gavin Leroy/Professor Richard Massey/COSMOS-Webb collaboration Estos trabajos refuerzan la idea de que esta sustancia invisible ha sido un actor mayor en la formación del cosmos. Desde las épocas más remotas, se aglutinó para constituir pozos gravitacionales, atrayendo después la materia ordinaria que forma las estrellas y las galaxias. Sin esta contribución, las grandes estructuras que vemos hoy probablemente no habrían podido aparecer.
El interés principal de este mapa reside en su definición notable, que ofrece un nivel de detalle inédito. Demuestra, en particular, que las zonas densas en materia oscura coinciden con las regiones donde se encuentra la materia visible, una correlación que va más allá del simple azar. Esta precisión ha sido posible gracias a las capacidades de los instrumentos del telescopio Webb, en particular su detector infrarrojo.
Los científicos proyectan ahora emplear otros observatorios, como el telescopio Euclid de la Agencia Espacial Europea, para ampliar esta cartografía a toda la bóveda celeste. La ambición es comprender mejor las características de esta sustancia y rastrear su evolución a lo largo de miles de millones de años.
Para uno de los autores, este mapa pone de relieve la función de arquitecta de la materia oscura, que ha estructurado progresivamente el cosmos visible. Muestra cómo un elemento imperceptible hizo posible el nacimiento de las galaxias, las estrellas y, en última instancia, de planetas como el nuestro.
Mapa de la materia oscura producido gracias a los datos del telescopio James Webb.
Crédito: Dr. Gavin Leroy/Professor Richard Massey/COSMOS-Webb collaboration
Así, esta investigación no solo proporciona una imagen más clara. También ofrece una base de referencia útil para futuras investigaciones sobre la composición y el pasado de nuestro Universo. La zona estudiada servirá como punto de comparación para los próximos mapas, ayudando a los científicos a perfeccionar sus modelos.
El fenómeno de lente gravitacional
Para detectar la materia oscura, los astrónomos aprovechan un efecto predicho por la teoría de la relatividad general. Cuando la luz de una galaxia lejana pasa cerca de una concentración importante de masa, como un cúmulo de materia oscura, su trayectoria se desvía ligeramente. A esto se le llama lente gravitacional.
Este efecto permite delatar la presencia de materia invisible. Analizando la manera en que se altera la luz de las galaxias de fondo, los investigadores pueden reconstruir la distribución de la masa responsable de esta deformación. Cuanto más marcada es la deformación, más fuerte es la concentración de materia, incluso si esta no emite ninguna radiación.
La precisión de las mediciones depende del rendimiento de los instrumentos. El telescopio James Webb, gracias a su gran sensibilidad, es capaz de discernir alteraciones muy tenues, permitiendo una cartografía de la materia oscura con una definición sin igual. Esta técnica se ha aplicado a varios cientos de miles de galaxias para producir el nuevo mapa.
Fuente: Nature Astronomy