Publicado 28/01/2021 11:03CET

Medidas precisas de luz cósmica sugieren un vínculo a la materia oscura

   MADRID, 28 Ene. (EUROPA PRESS) -

   Un tipo de luz tenue que se encuentra dentro de los cúmulos de galaxias aspira a convertirse en nueva herramienta que permita medir la misteriosa materia oscura.

   El Dark Energy Survey (DES), que está alojado en el Fermi National Accelerator Laboratory del Departamento de Energía de EE.UU., ha publicado una serie de nuevos resultados sobre lo que se llama luz intracúmulo, o ICL.

   La fuente de la ICL parece ser estrellas rebeldes, aquellas que no están unidas gravitacionalmente a ninguna galaxia. Durante mucho tiempo se ha sospechado que la ICL es posiblemente un componente importante de los cúmulos de galaxias, pero su tenue hace que sea difícil de medir. Nadie sabe cuánto hay o en qué medida se ha extendido a través de los cúmulos de galaxias.

   "Observacionalmente, descubrimos que la luz intracúmulos es un trazador radial bastante bueno de la materia oscura. Eso significa que donde la luz intracúmulos es relativamente brillante, la materia oscura es relativamente densa", dijo en un comunicado el científico de Fermilab Yuanyuan Zhang, quien dirigió un nuevo estudio al respecto publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. "Medir el ICL en sí es bastante emocionante. La parte de la materia oscura es un descubrimiento fortuito. No es lo que esperábamos".

   Aunque invisible, la materia oscura representa la mayor parte de la materia del universo. En qué consiste la materia oscura se erige como uno de los mayores misterios de la cosmología moderna. Los científicos solo saben que se diferencia mucho de la materia normal que consiste en protones, neutrones y electrones que dominan la vida cotidiana.

   Pero ICL, no la materia oscura, estaba inicialmente en la agenda del equipo de investigación. La mayoría de los astrofísicos miden la luz intracúmulo en el centro de un cúmulo de galaxias, donde es más brillante y abundante.

   "Nos alejamos mucho de los centros de los cúmulos de galaxias, donde la luz es realmente débil", dijo Zhang. "Y cuanto más nos alejábamos del centro, más difícil resultaba la medición".

   Sin embargo, los colaboradores de DES lograron obtener la medición de ICL más extendida radialmente hasta la fecha.

   El equipo utilizó lentes gravitacionales débiles para comparar la distribución radial de la ICL (cómo cambia con la distancia desde el centro de un cúmulo) con la distribución radial de la masa de un cúmulo de galaxias. La lente débil es un método sensible a la materia oscura para medir la masa de una galaxia o cúmulo. Ocurre cuando la gravedad de una estrella o cúmulo en primer plano desvía la luz de una galaxia más distante, distorsionando su forma aparente.

   Observacionalmente, resultó que ICL refleja la distribución tanto de la masa visible total de un cúmulo de galaxias como, posiblemente, la distribución de la materia oscura invisible.

   "No esperábamos encontrar una conexión tan estrecha entre estas distribuciones radiales, pero lo hicimos", dijo el científico Hillysson Sampaio-Santos, autor principal del nuevo artículo.

   Para obtener más información, el equipo utilizó una sofisticada simulación por computadora para estudiar la relación entre ICL y la materia oscura. Descubrieron que los perfiles radiales entre los dos fenómenos en la simulación no coincidían con los datos de observación. En la simulación, "el perfil radial de ICL no fue el mejor componente para rastrear la materia oscura", dijo Sampaio-Santos, quien trabaja en el Observatorio Nacional en Río de Janeiro, Brasil.

   Zhang señaló que es demasiado pronto para decir exactamente qué causó el conflicto entre la observación y la simulación.

   "Si la simulación no salió bien, podría significar que la luz intracúmulo simulada se produce en un momento ligeramente diferente al de las observaciones. Las estrellas simuladas no tuvieron tiempo suficiente para deambular y comenzar a rastrear la materia oscura". dijo.

   El ICL que midió el equipo es entre cien y mil veces más débil de lo que normalmente intentan los científicos del DES. Eso significa que el equipo tuvo que lidiar con mucho ruido y contaminación en la señal.

   El aspecto técnico de la hazaña fue desafiante, dijo Zhang, "pero debido a que teníamos bastantes datos del Dark Energy Survey, pudimos cancelar una gran cantidad de ruido para hacer este tipo de medición. Es un promedio estadístico".