Esta invisible materia sostiene a las estrellas y las galaxias

Los científicos todavía no están seguros de qué está hecha exactamente la materia oscura: una forma de materia invisible que no refleja la luz y que constituye la vasta mayoría de la masa del universo.

Pero, ‘‘sin la materia oscura como la vemos aquí, el universo no existiría como lo hace hoy en día’, comentó en conferencia de prensa Richard Massey, astrónomo del Instituto de Tecnología de California (Caltech, por sus siglas en inglés) en Pasadena.

Massey comparó la materia oscura con un andamio que mantiene al universo unido mientras continúa en expansión después del Big Bang y, al mismo tiempo, proporciona una estructura para el montaje de la materia normal.

El mapa se publicó en línea el 7 de enero en la revista científica Nature. Massey y sus colegas presentaron los detalles del estudio en la 209ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Seattle, Washington. ‘‘Por primera vez logramos trazar un mapa de la distribución a gran escala de esta misteriosa e invisible materia oscura’’, expresó Massey.

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El mapa derivó de observar casi mil horas, por medio de cámaras de alta definición del Telescopio espacial Hubble 575 cuadrantes de cielo empalmado. El proceso de producción de la imagen fue parte del proyecto denominado COSMOS , (Cosmic Evolution Survey; Estudio de la evolución cósmica).

‘‘Es el proyecto más grande que se ha realizado con el telescopio espacial’’, señaló Nick Scoville, miembro del equipo de Caltech e investigador co-director de COSMOS. Los telescopios terrestres y espaciales adicionales de Hawai y Chile ayudaron a darle color y profundidad al mapa.

Richard Ellis, otro miembro del equipo de Caltech e investigador co-director de COSMOS, comentó que el estudio muestra de manera colectiva ‘‘la importancia del papel que desempeña la materia negra para formar el universo’’.

El mapa tridimensional de la masa se desarrolló al medir las formas de aproximadamente medio millón de lejanas galaxias. Para alcanzar la Tierra, la luz de las galaxias debe pasar a través de la materia negra. La materia dobla y cubre la trayectoria de la luz. A pesar de que los científicos no pueden ver la luz galáctica sin distorsiones, los análisis estadísticos de cientos de galaxias les permiten predecir cómo deberían verse las galaxias en ausencia de la materia oscura, explicó Massey.

Los científicos luego infirieron la presencia y distribución de la materia negra por la forma en que se dobla la luz galáctica, una técnica conocida como lente gravitacional.

El mapa se remonta a la mitad del inicio del universo y muestra a la materia oscura flotando en una red de filamentos que crecen a través del tiempo. Los filamentos se cruzan en numerosas estructuras en los mismos lugares donde se localizan grupos de galaxias. De esta forma apoyan a los modelos teóricos que sugieren que la materia normal –como galaxias– se acumula a lo largo de las concentraciones más densas de materia oscura.

Como el mapa se extiende hacia atrás en el tiempo, los científicos también pueden mostrar cómo ha crecido la materia en cúmulos a consecuencia del colapso de la gravedad.

Los astrónomos compararon el reto de trazar un mapa de la masa del universo con trazar el de alguna ciudad con sólo la ayuda de fotografías aéreas tomadas de noche. Observar los nuevos mapas es equivalente a ver una ciudad, sus suburbios y carreteras, a la luz del día.

¿De la oscuridad a la luz?
Mientras los astrónomos continúan estudiando el crecimiento de cúmulos en la materia oscura, también pueden obtener información acerca de la naturaleza de la energía oscura, otra fuerza misteriosa que se cree permea el universo.

La energía oscura es una fuerza repulsiva que se opone a la gravedad. Se piensa que influye la manera en que se unen los cúmulos de materia oscura. ‘‘El crecimiento de las estructuras de materia oscura es una competencia entre la fuerza atrayente de la gravedad y la fuerza repulsiva (o casi una antigravedad) de la energía oscura’’, explicó Jasón Rhodes, colaborador del Jet Propulsion Laboratory (Laboratorio de Propulsión a Chorro) en Pasadena.

Rhodes agregó que las misiones de seguimiento utilizarán la misma técnica de lente gravitacional de la misión COSMOS para determinar la naturaleza de la energía oscura. ¿Y la naturaleza de la materia oscura? ‘‘Todavía no tenemos una respuesta de lo que es la materia oscura’’, dijo Rhodes. ‘‘Pero ya logramos dar el primer paso, es decir, determinar dónde está la materia oscura’’.