28 Ene Webb elabora el mapa de la materia oscura más detallado

Un equipo de científicos que usan el Telescopio Espacial James Webb ha elaborado uno de los mapas de la materia oscura más detallados y de mayor resolución jamás producidos, mostrando cómo esta estructura invisible ha guiado la formación de galaxias, estrellas y planetas.

Este mapa de la materia oscura muestra cómo este material invisible y etéreo se superpone y entrelaza con la materia ordinaria, la que forma las estrellas, las galaxias y todo lo que podemos observar en el Universo.

Una visión sin precedentes del Universo

El nuevo mapa de la materia oscura se basa en investigaciones previas y aporta confirmación adicional y nuevos detalles sobre cómo la materia oscura ha dado forma al Universo a las mayores escalas.

En efecto, a grandes escalas, el Universo está formado por cúmulos de galaxias que abarcan millones de años luz y que, en última instancia, dan lugar a galaxias, estrellas y planetas como la Tierra.

«Este es el mayor mapa de la materia oscura que hemos realizado con el Webb, y tiene el doble de nitidez que cualquier otro mapa de materia oscura elaborado por otros observatorios», afirma Diana Scognamiglio, autora principal y astrofísica del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, en el sur de California.

«Antes observábamos una imagen borrosa de la materia oscura. Ahora estamos viendo la estructura invisible del Universo con un nivel de detalle asombroso, gracias a la increíble resolución del Webb».

Un alto grado de solapamiento

La materia oscura no emite, refleja ni absorbe luz, ni siquiera la bloquea, y atraviesa la materia ordinaria como un fantasma. Sin embargo, sí interactúa con el Universo a través de la gravedad, algo que este mapa de la materia oscura muestra con un nuevo nivel de claridad.

La evidencia de esta interacción se encuentra en el alto grado de solapamiento entre la materia oscura y la materia ordinaria.

Según los autores del estudio, las observaciones del Webb confirman que esta alineación no puede ser una coincidencia, sino el resultado de la gravedad de la materia oscura atrayendo a la materia ordinaria a lo largo de la historia cósmica.

«Dondequiera que vemos un gran cúmulo de miles de galaxias, también vemos una cantidad igualmente masiva de materia oscura en el mismo lugar. Y cuando observamos un filamento de materia ordinaria que conecta dos de esos cúmulos, vemos también un filamento de materia oscura», explica Richard Massey, astrofísico de la Universidad de Durham y coautor del estudio. «Este mapa de la materia oscura nos muestra que la materia oscura y la materia ordinaria siempre han estado en el mismo lugar. Crecieron juntas».

Analizando la curvatura del espacio-tiempo

Situada en la constelación de Sextans (El Sextante), el área cubierta por el nuevo mapa de la materia oscura corresponde a una región del cielo aproximadamente 2,5 veces mayor que la Luna llena.

La comunidad científica internacional ha observado esta zona con al menos 15 telescopios terrestres y espaciales dentro del proyecto Cosmic Evolution Survey (COSMOS). El objetivo es medir con precisión la distribución de la materia ordinaria y compararla con la distribución revelada por el mapa de la materia oscura.

El primer mapa de este tipo en la región se realizó en 2007 utilizando datos del Telescopio Espacial Hubble. Ahora, Webb ha observado esta zona durante unas 255 horas, identificando cerca de 800.000 galaxias, muchas de ellas detectadas por primera vez.

Gracias a estos datos, el nuevo mapa de la materia oscura contiene unas diez veces más galaxias que los mapas obtenidos desde tierra y el doble que los de Hubble.

El equipo detectó la materia oscura analizando cómo su masa curva el espacio-tiempo, lo que provoca la distorsión de la luz procedente de galaxias lejanas. Este efecto, conocido como lente gravitatoria, es la base física que permite construir un mapa de la materia oscura con un nivel de detalle sin precedentes.

Una influencia decisiva

Cuando el Universo comenzó, la materia ordinaria y la materia oscura estaban probablemente distribuidas de forma muy dispersa.

Los científicos creen que la materia oscura fue la primera en agruparse y que esos cúmulos iniciales atrajeron después a la materia ordinaria, desencadenando la formación de estrellas y galaxias.

Este proceso queda claramente reflejado en el mapa de la materia oscura, que muestra cómo la distribución de las galaxias sigue fielmente la estructura subyacente creada por la materia oscura.

Al adelantar la formación de estrellas y galaxias, la materia oscura también permitió que se generaran antes los elementos químicos necesarios para la formación de planetas complejos.

«Este mapa de la materia oscura aporta pruebas más sólidas de que, sin ella, quizá no tendríamos los elementos que permitieron la aparición de la vida», señala Jason Rhodes, coautor del estudio. «Aunque no interactuamos directamente con la materia oscura en nuestra vida cotidiana, su influencia ha sido decisiva para nuestra existencia».

Una mirada al futuro

En el futuro, el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA ampliará este trabajo, creando mapas de materia oscura sobre áreas miles de veces mayores, aunque sin alcanzar la resolución espacial del Webb.

Observaciones aún más detalladas solo serán posibles con telescopios de nueva generación, como el futuro Habitable Worlds Observatory.

Fuente: NASA Reveals New Details About Dark Matter’s Influence on Universe