La materia oscura, detectada indirectamente en un cúmulo de miles de galaxias, podría ayudar a los científicos a poner a prueba las teorías sobre la evolución cósmica.
Por primera vez, los astrónomos han detectado materia oscura colgando de enormes filamentos que se extienden por el universo y forman una “telaraña cósmica” que atrapa galaxias como el rocío de la mañana en una tela de araña.
Investigadores de la Universidad Yonsei de Seúl (Corea del Sur) utilizaron el telescopio Subaru -un telescopio óptico-infrarrojo de 8.2 metros situado cerca de la cumbre de Maunakea, en Hawaii- y un efecto que la gravedad ejerce sobre la luz para observar indirectamente materia oscura asentada sobre filamentos de telaraña cósmica en el cúmulo de Coma.
Primera vez que se detecta materia oscura en la red cósmica
Se trata de la primera vez que se detecta materia oscura en la red cósmica y podría ayudar a confirmar cómo esta estructura -con filamentos que se extienden a lo largo de decenas de millones de años-luz- ha influido en la evolución del universo.
También conocido como Abell 1656, el cúmulo de Coma es una colección de más de mil galaxias y se encuentra a unos 321 millones de años-luz de nosotros, en dirección a la constelación de Coma Berenices. Debido a este tremendo tamaño y a su relativa proximidad, el Cúmulo de Coma es un lugar ideal para que los científicos busquen materia oscura en los filamentos de la red cósmica.
La telaraña cósmica es una red de filamentos, formados por materia, que alimentan de gas a las galaxias, ayudándolas a crecer. Esta telaraña también ayuda a canalizar las galaxias entre sí, llevándolas a agruparse.
Los principales filamentos de la red cósmica son a su vez las paredes de los supercúmulos de galaxias, con la pared correspondiente al Cúmulo de Coma conocida como la “gran muralla”. La gran muralla fue en realidad la primera estructura supergrande del universo que se descubrió.
Se cree que los cúmulos de galaxias se reúnen en puntos donde los filamentos se cruzan, pero se cree que estos filamentos terminan entre galaxias y forman lo que se denomina “filamentos intracúmulo”. Se espera que la materia oscura recorra estos filamentos de telaraña cósmica que cuelgan de esos filamentos intracúmulo.
La materia oscura como andamio cósmico
Aunque la red cósmica, la mayor estructura del universo, se conoce desde hace décadas, los astrónomos sólo han visto el tenue resplandor de sus filamentos de gas cuando han sido iluminados por regiones brillantes en el corazón de galaxias alimentadas por agujeros negros supermasivos. Esos agujeros negros activos se llaman cuásares.
El año pasado, el Cosmic Web Imager de Keck, también situado en lo alto de Maunakea, captó la primera luz directa procedente de filamentos de red que se cruzan entre sí y se extienden por los rincones más oscuros del espacio. Se trata de filamentos que se encuentran aislados entre galaxias, en las partes más grandes y ocultas de la red cósmica.
Sin embargo, “ver” la ubicación de la materia oscura alrededor de estos filamentos de la red cósmica es una historia completamente diferente.
Y es que, a pesar de constituir aproximadamente el 85% de toda la materia del universo, la materia oscura es invisible porque no interactúa con la luz como lo hace la materia ordinaria que forma las estrellas y el polvo.
El predominio de la materia oscura sobre la materia ordinaria también significa que domina los filamentos de la red cósmica, formando un andamiaje invisible a lo largo del cual toma forma la estructura del universo.
Sin embargo, aunque la materia oscura no interactúa con la luz, sí lo hace con la gravedad, y esta interacción influye en el movimiento de la materia cotidiana y la luz que podemos ver.
El equipo responsable de esta investigación aprovechó este concepto para detectar materia oscura en los filamentos de la red cósmica que se extienden por el cúmulo de Coma.
La teoría de la gravedad de Albert Einstein de 1915, llamada relatividad general, sugiere que los objetos con masa hacen que el tejido del espaciotiempo se curve. A su vez, explica la teoría, lo que percibimos como gravedad surge de esta curvatura. Además, cuando la luz de una fuente de fondo atraviesa esta curvatura, su trayectoria se desvía.
Esto puede hacer que las fuentes de fondo aparezcan desplazadas en el cielo, amplificadas o, en algunos casos extremos, incluso aparezcan en varios puntos de la misma imagen. Es lo que se denomina lente gravitacional.
Así pues, utilizando la luz de galaxias y estrellas situadas detrás del Cúmulo de Coma y con la ayuda de la alta sensibilidad, alta resolución y amplio campo de visión de la Hyper Suprime-Cam (HSC) del telescopio Subaru, el equipo detectó por primera vez un débil efecto de lente del componente de materia oscura de los filamentos intracúmulo.
Esta primera detección de materia oscura en segmentos terminales de la red cósmica ayuda a confirmar aún más la existencia de la estructura a gran escala que se extiende por el universo.
El estudio científico ha sido publicado en la revista Nature Astronomy.
Síguenos en nuestra página de Facebook para estar al tanto de más información. Para leer todas las noticias que publicamos ingresa a nuestra portada.
