La investigación científica ha revelado un aspecto fascinante sobre la materia oscura que rodea las galaxias y su distribución en el universo hace aproximadamente 12 mil millones de años. Este descubrimiento, liderado por científicos de la Universidad de Nagoya, ofrece una nueva perspectiva sobre la historia antigua de nuestro universo, permitiendo profundizar en las reglas fundamentales de la cosmología.
Una de las claves de este estudio fue la colaboración de varias instituciones de renombre, incluyendo la Universidad de Nagoya, la Universidad de Tokio, el Observatorio Astronómico Nacional de Japón y Princeton University. Los hallazgos del equipo fueron publicados en la revista Physical Review Letters.
Los científicos estudiaron la naturaleza de la materia oscura en galaxias que existieron hace 12,000 millones de años, lo que representa un momento significativo en la evolución del universo. Esto se debe a que, al observar estas galaxias tan distantes, se enfrentan a un desafío: no las ven como son hoy, sino como eran en el pasado lejano, debido a la finitud de la velocidad de la luz.
“Era una idea loca. Nadie se dio cuenta de que podríamos hacer esto.”
Profesor Masami Ouchi
Los investigadores utilizaron un método innovador conocido como lensing gravitacional. Este proceso se basa en el principio de que la gravedad de una galaxia, incluida la materia oscura, distorsiona el espacio-tiempo circundante. A medida que la luz de una galaxia de fondo viaja a través de esta distorsión, su trayectoria se modifica, cambiando la forma aparente de la galaxia. Por lo tanto, al medir esta distorsión, los astrónomos pueden estimar la cantidad de materia oscura en una galaxia que actúa como lente.
Sin embargo, observar la materia oscura a grandes distancias presenta sus propios desafíos. Las galaxias son increíblemente tenues, lo que limita la efectividad de esta técnica. Por ello, se requiere un número significativo de galaxias de fondo para detectar la señal adecuada.
Para sortear la falta de luz de las galaxias, el equipo utilizó las microondas del fondo cósmico de microondas (CMB), que son la radiación residual del Big Bang. Utilizando datos de la European Space Agency’s Planck satellite, pudieron medir cómo la materia oscura alrededor de las galaxias lentes distorsiona estas microondas.
“¿Ver la materia oscura alrededor de galaxias distantes?” se preguntó el Profesor Masami Ouchi. “Era una idea loca. Nadie se dio cuenta de que podríamos hacer esto. Pero después de que di una charla sobre una amplia muestra de galaxias distantes, Hironao se acercó a mí y dijo que podría ser posible mirar la materia oscura alrededor de estas galaxias con el CMB.”
La combinación de la muestra de galaxias distantes y las distorsiones de lente en el CMB permitió a los astrónomos detectar materia oscura de hasta 12 mil millones de años atrás. Este descubrimiento representa un avance notable en nuestra comprensión de cómo ha evolucionado la materia oscura a lo largo del tiempo en el universo.
“Estoy muy contento de que hayamos abierto una nueva ventana a esa era”, comentó Miyatake. “Hace 12 mil millones de años, las cosas eran muy diferentes. Se ven más galaxias que están en proceso de formación en comparación con las que vemos hoy; los primeros cúmulos de galaxias también están comenzando a formarse.”
Uno de los descubrimientos más emocionantes del estudio fue la distribución de la materia oscura. En particular, se encontró que la acumulación de materia oscura era menor de lo que predecía el modelo estándar de cosmología conocido como Lambda-CDM.
Miyatake expresó: “Nuestro hallazgo aún es incierto. Pero si es verdad, sugeriría que todo el modelo está equivocado a medida que se retrocede en el tiempo. Esto es emocionante porque, si el resultado se mantiene después de reducir las incertidumbres, podría implicar una mejora en el modelo que brinde información sobre la naturaleza de la materia oscura misma.”
En el futuro, el equipo de investigación planea utilizar conjuntos de datos más avanzados, como el Legacy Survey of Space and Time (LSST) del Vera C. Rubin Observatory, para explorar partes aún más remotas del espacio. Según Harikane, “El LSST nos permitirá observar la mitad del cielo. No veo ninguna razón por la que no podamos ver la distribución de materia oscura hace 13 mil millones de años”.
