Descubren un método preciso de detectar y "ver" la materia oscura de las galaxias

Astrónomos que utilizan el Telescopio Espacial 'Hubble' de la NASA/ESA han empleado un método revolucionario para detectar la materia oscura en los cúmulos de galaxias, aquella que compone el 80% de la materia existente y es la única que no es observable por el ojo humano. Fue denominada "oscura" porque los científicos consideraron que la causa de su invisibilidad era que no reflejaba luz, pero hoy en día es conocido que en realidad es transparente.

El método permite a los astrónomos "ver" la distribución de la materia oscura con mayor precisión que cualquier otro método utilizado hasta la fecha y posiblemente podría usarse para explorar la naturaleza última de la materia oscura. Los resultados fueron publicados en la revista 'Monthly Notices' de la 'Royal Astronomical Society'.

En las últimas décadas, los astrónomos han tratado de comprender la verdadera naturaleza de la misteriosa sustancia que constituye la mayor parte de la materia en el Universo (la materia oscura) y mapear su distribución en el Universo. Ahora, dos astrónomos de Australia y España han usado datos del programa Frontier Fields del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA para estudiar con precisión la distribución de la materia oscura.

"Hemos encontrado una manera de 'ver' la materia oscura", ha explicado Mireia Montes, de la Universidad de Nueva Gales del Sur, autora principal del estudio. "Hemos encontrado que la luz muy tenue en los cúmulos de galaxias, la luz intrascendente, muestra cómo se distribuye la materia oscura".

La luz intracumular es un subproducto de las interacciones entre galaxias. En el curso de estas interacciones, las estrellas individuales son despojadas de sus galaxias y flotan libremente dentro del cúmulo. Una vez libres de sus galaxias, terminan donde reside la mayoría de la masa del cúmulo, principalmente materia oscura. "Estas estrellas tienen una distribución idéntica a la materia oscura, en la medida en que nuestra tecnología actual nos permite estudiar", ha explicado Montes.

Tanto la materia oscura como estas estrellas aisladas, que forman la luz intrincada, actúan como componentes sin colisión. Estos siguen el potencial gravitatorio del propio cúmulo. El estudio mostró que la luz intracumular está alineada con la materia oscura, trazando su distribución con mayor precisión que cualquier otro método que se basa en los marcadores luminosos utilizados hasta ahora.

Este método también es más eficiente que el método más complejo de usar lentes gravitacionales. Mientras este último requiere tanto una reconstrucción precisa de la lente como campañas espectroscópicas que consumen mucho tiempo, el método presentado por Montes solo utiliza imágenes profundas. Esto significa que se pueden estudiar más grupos con el nuevo método en la misma cantidad de tiempo de observación.

Los resultados del estudio introducen la posibilidad de explorar la naturaleza última de la materia oscura. "Si la materia oscura es auto-interactiva, podríamos detectar esto como pequeñas desviaciones en la distribución de la materia oscura en comparación con este resplandor estelar muy débil", destaca Ignacio Trujillo, del Instituto de Astrofísica de Canarias, coautor del estudio.

Actualmente, todo lo que se sabe acerca de la materia oscura es que parece interactuar con la materia regular gravitacionalmente, pero no de otra manera. Descubrir que autointeractúa colocaría restricciones significativas en su identidad.

Por ahora, Montes y Trujillo planean estudiar más de los seis grupos originales para ver si su método sigue siendo preciso. Otra prueba importante de su método será la observación y el análisis de grupos de galaxias adicionales por parte de otros equipos de investigación, para agregar al conjunto de datos y confirmar sus hallazgos.

El equipo también puede esperar la aplicación de las mismas técnicas utilizando futuros telescopios espaciales como el Telescopio Espacial James Webb, que tendrá instrumentos aún más sensibles capaces de resolver la débil luz intracluster en el Universo distante. "Hay posibilidades interesantes que deberíamos poder explorar en los próximos años estudiando cientos de cúmulos de galaxias", concluye Ignacio Trujillo.