jueves, 15 de noviembre de 2018

Luz intracúmulo como posible trazador de materia oscura

Distribución de luz intracúmulo (verde), de rayos X (rojo)
y de materia oscura (azul, masa en general) para el cúmulo
de galaxias AS1063. Crédito: Montes & Trujillo 2018.
Algunos de los grandes interrogantes en astrofísica moderna están relacionados con la materia oscura. Ya desde los años 30 astrónomos llevan hablando de un exceso de materia que es necesario para explicar cómo se mueven las galaxias como miembros del mismo pero que, por mucho que se intenta, permanece indetectada. En los años 70, Vera Rubin y Kent Ford encontraban otra evidencia en su favor. Las galaxias espirales no rotan como debían, una vez más necesitamos más materia de la que realmente podemos observar. A toda esta esquiva materia se le denominó materia oscura y el estudio de su naturaleza así como su distribución tanto alrededor de galaxias individuales como alrededor de cúmulos de galaxias es clave.

Modelos teóricos predicen cuál debe ser esta distribución. Sin embargo, si los astrónomos no tienen una manera de observar realmente dicha distribución, no hay manera real de validar o refutar dichas predicciones. Así, astrónomos empezaron a darse cuenta que podrían trazar dichas distribuciones de materia oscura alrededor de cúmulos de galaxias utilizando lentes gravitatorias. Einstein vaticinó que materia podría curvar lo que denominamos en física el espacio-tiempo haciendo que la luz se curve. Al curvarse la luz nuestros ojos o telescopios imaginan que esta luz viene en línea recta, apareciendo así curiosas formas en el cielo a modo de arcos e imágenes múltiples. Así, como la materia de un cúmulo de galaxias curva la luz proveniente de galaxias más lejanas, estudiando esta curvatura podemos acabar determinando, experimentalmente la distribución de materia oscura en un cúmulo de galaxias.

Sin embargo esto es muy muy muy complejo. Requiere de modelos muy precisos, computadores potentes y observaciones de la más alta calidad. Hay que buscar otra solución. Durante cierto tiempo se pensó que la solución podría estar en una emisión en rayos X que emite el gas caliente que rodea a los cúmulos de galaxias. Desgraciadamente hoy día sabemos que el gas está afectado por otros efectos (viscosidad, disipación, etc) por lo que el gas no sigue la distribución de materia oscura. Afortunadamente, una investigación reciente ha sugerido una posible alternativa, la luz intracúmulo. Hoy día sabemos que las galaxias y los cúmulos de galaxias se forman por interacciones entre galaxias. Así, como os podéis imaginar, al chocar dos o más galaxias además de formarse una galaxia más grande, quedan restos a modo de escombros (estrellas) que cuya luz acaba dando forma a esta luz intracúmulo. Este estudio ha demostrado que estas estrellas (y por tanto su luz) no se reparten de manera arbitraria por el espacio, sino que siguen la distribución de materia del cúmulo. Distribución que, como ya sabemos, viene dominada por la materia oscura. Así pues, este estudio, liderado por investigadores de la Universidad de New South Wales y del Instituto de Astrofísica de Canarias ha demostrado haciendo uso de imágenes muy profundas y de alta calidad del telescopio espacial Hubble que, efectivamente, la luz intracúmulo (algo relativamente fácil de observar) es un perfecto trazador de la distribución de materia oscura en cúmulos de galaxias.

Este estudio es de vital importancia y puede tener grandes consecuencias en nuestro afán por entender más sobre esta esquiva forma de materia que denominamos materia oscura.

Esta entrada es parte de una colaboración con el diario IDEAL que podéis leer aquí.

Más información:

No hay comentarios:

Publicar un comentario