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ASTRONOMÍA
Existen estructuras de materia oscura en el espacio que facilitan la formación y evolución de las galaxias. El Instituto de Astrofísica de Canarias ha liderado un proyecto para registrar de forma precisa los anillos de esta sustancia cósmica en cada etapa del universo.
Un equipo de cosmólogos del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha obtenido el censo más preciso hasta la fecha de los halos de materia oscura del Universo.
Este trabajo, publicado en Astronomy & Astrophysics Letters, se ha basado en el desarrollo de un nuevo modelo, denominado GPS+, capaz de predecir cuántos anillos de esta sustancia pertenecen a cada etapa de la historia cósmica.
En concreto, estos halos son concentraciones de materia invisible cuya gravedad mantiene unidas a las galaxias y conduce su formación. Según explican los expertos, actúan como el 'andamiaje' del universo al permitir la formación y evolución de las galaxias.
Hasta ahora, la investigación representa el censo más preciso de la historia. El registro –que los cosmólogos denominan "función de masa de los halos"– no es una lista individual de objetos, sino una descripción matemática que revela cuántos de estos anillos existen en una época determinada del universo.
"Esto es importante porque no todos los halos son iguales: algunos albergan galaxias muy pequeñas; otros contienen galaxias como la Vía Láctea; y los más masivos pueden reunir enormes cúmulos con cientos o miles de galaxias", apunta la investigadora del IAA-CSIC y primera autora del artículo, Elena Fernández.
Este trabajo es un avance significativo porque corrige las aproximaciones anteriores –que podían desviarse un 80%– cuando describían el universo primitivo.
El nuevo modelo reduce esas discrepancias en los extremos de masa y las sitúa en torno al 10-20%, por lo que se mantiene una alta precisión a lo largo de casi toda la historia cósmica.
Porción del universo generada a partir de los halos de materia oscura en la simulación Uchuu. / Elena Fernández-García
"La clave está en una idea sencilla: la materia del universo no se agrupa para formar esferas perfectas, sino estructuras irregulares y complejas", señala el investigador del IAC Juan Betancort. "Al incorporar esta realidad y otros detalles del proceso de colapso gravitatorio, el modelo GPS+ describe con mayor fidelidad cómo se forman los halos de materia oscura y cómo nacen y evolucionan las galaxias".
Para comprobar la solidez de este modelo, el equipo lo contrastó con un conjunto de simulaciones cosmológicas japonés llamado Uchuu. Asimismo, inscribieron todos los halos de materia oscura catalogados en la base de datos Skies & Universes.
Estas simulaciones no solo han servido para poner a prueba el modelo, sino también para mejorar las herramientas con las que interpretar las observaciones astronómicas actuales.
Las nuevas predicciones permitirán analizar con mayor precisión los datos obtenidos por telescopios como el James Webb Space Telescope, que observa galaxias muy lejanas, así como los resultados de grandes cartografiados del cielo, como DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), cuyo objetivo es reconstruir la distribución de materia a gran escala del universo y conocer la naturaleza de la energía oscura.
"Disponer de un censo más exacto de los halos de materia oscura es clave para conectar esas observaciones con los modelos teóricos y comprobar si nuestra descripción del universo se ajusta a los datos", sostiene Fernández. Actualmente, el modelo GPS+ ya está disponible para la comunidad científica internacional, lo que facilitará su incorporación a futuros análisis y simulaciones.
Referencia:
Fernández-García, E. et al. A redshift-independent theoretical halo mass function validated with the Uchuu simulations. Astronomy & Astrophysics Letters. 2026.