Hubble proporciona el mapa más detallado de la materia oscura

Utilizando el telescopio Hubble, los astrónomos han sido capaces de trazar el mapa de la invisible materia oscura en una lejana galaxia, lo que les permitió crear uno de los mapas más detallados y nítidos de la materia oscura en el Universo.

Buscar materia invisible e indeterminada es un trabajo difícil, pero los astrónomos han estado intentándolo durante más de una década. Este nuevo mapa también podría proporcionar pistas sobre otro misterio del Universo -la energía oscura- y el papel que jugó en los primeros años de formación del Universo.

Un equipo dirigido por Dan Coe en el Laboratorio de Propulsión a Chorro utilizó la Cámara Avanzada para Sondeos del Hubble para mirar en Abell 1689, localizado 2.200 millones de años-luz de distancia. La gravedad del cúmulo, que en su mayoría proviene de la materia oscura, actúa como una lupa cósmica, curvando y amplificando la luz de lejanas galaxias detrás de él. Este efecto, llamado lente gravitacional, produce imágenes múltiples, deformadas y amplificadas de esas galaxias, por lo que se ven distorsionadas y borrosas. Mediante el estudio de las imágenes distorsionadas, los astrónomos estimaron la cantidad de materia oscura dentro del cúmulo. Si la gravedad del cúmulo viniera sólo de las galaxias visibles, las distorsiones de lente serían mucho más débiles.

Lo que encontraron sugiere que los cúmulos de galaxias pueden haberse formado más temprano de lo previsto, antes que el empuje de la energía oscura inhibiera su crecimiento.

La energía oscura empuja a las galaxias a separarse unas de otras estirando el espacio entre ellas, suprimiendo así la formación de estructuras gigantes llamadas cúmulos de galaxias. Una de las maneras en que los astrónomos pueden probar este primitivo 'tira y afloja' es a través del mapeo de la distribución de la materia oscura en los cúmulos.

"Las imágenes de lentes son como un gran rompecabezas", dijo Coe. "Hemos descubierto, por primera vez, una manera de organizar la masa de Abell 1689 de tal manera que las lentes de todos estas galaxias de fondo a sus posiciones observadas". Coe usó esta información para producir un mapa de más alta resolución de la materia oscura del cúmulo de lo que era posible antes.

Basados en su mapa de alta resolución, Coe y sus colaboradores confirmaron resultados anteriores mostrando que el núcleo de Abell 1689 es mucho más denso en materia oscura de lo esperado para un cúmulo de su tamaño, basados en simulaciones por ordenador del crecimiento de estructuras. Abell 1689 se une a un puñado de otros cúmulos bien estudiados que se ha encontrado que tienen núcleos densos similares. El hallazgo es sorprendente, porque el empuje de la energía oscura en la historia temprana del Universo habría frenado el crecimiento de todos los cúmulos de galaxias.

"Los cúmulos de galaxias, por lo tanto, tienen que haber comenzado a formarse miles de millones de años antes con el fin de crear los números que vemos hoy", dijo Coe. "En épocas anteriores, el Universo era más pequeño y más densamente atestado de materia oscura. Abell 1689 parece haber sido bien alimentado en su nacimiento por la densa materia que lo rodeó en el universo temprano. El cúmulo ha debido llevar esta masa con él durante su vida adulta para aparecer como lo observamos hoy en día".

Los astrónomos planean estudiar más cúmulos para confirmar la posible influencia de la energía oscura.