Imágenes del telescopio James Webb han permitido reconstruir con un detalle sin precedentes el entramado invisible que sostiene la arquitectura del cosmos. El resultado ofrece una visión más precisa del papel de la materia oscura en el origen de las primeras estructuras del universo, desde los cúmulos galácticos hasta los sistemas donde surgen estrellas, galaxias y planetas.
Un equipo internacional ha elaborado el mapa de mayor resolución hasta ahora de la materia oscura, que revela cómo ha influido en el crecimiento de las galaxias durante los últimos 10 000 millones de años.
El estudio lo lideran la Universidad de Durham (Reino Unido), el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA (EE UU) y la Escuela Politécnica Federal de Lausana en Suiza. Los detalles de la investigación se publican en la revista Nature Astronomy.
El mapa tiene más del doble de resolución que su predecesor y se remonta a períodos más tempranos de la evolución del universo. Esto lo convierte en un punto de referencia para estudiar la naturaleza de la materia oscura y los modelos de entornos galácticos.
“Hemos entrado en una nueva era en el cartografiado de la materia oscura al lograr una resolución sin precedentes”, dice a SINC Diana Scognamiglio, investigadora del JPL y autora principal de la investigación. “Este mapa revela la red cósmica con mucho más detalle que nunca y detecta nuevos cúmulos de galaxias que no se veían en los mapas anteriores”.
La materia oscura, que constituye alrededor del 85 % de la materia del universo, es difícil de detectar porque no emite ni absorbe luz y, por lo tanto, es invisible para los telescopios convencionales.
Cuando se originó el universo, la materia oscura y la materia ordinaria probablemente estaban distribuidas de forma dispersa. La hipótesis actual es que la materia oscura se aglomeró primero y luego atrajo a la materia ordinaria, y se crearon regiones donde comenzaron a formarse estrellas y galaxias. De esta manera, la materia oscura determinó la distribución a gran escala de las galaxias que vemos hoy en día en el universo.
Richard Massey, del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham y coautor de la investigación, explica que “dondequiera que se encuentre materia ordinaria en el universo actual, también se encuentra materia oscura”. “Miles de millones de partículas de materia oscura atraviesan nuestro cuerpo cada segundo. No nos hacen ningún daño, no nos perciben y simplemente siguen su camino”, dice a SINC.
Toda la nube de materia oscura que gira alrededor de la Vía Láctea tiene suficiente gravedad como para mantener unida toda nuestra galaxia. Sin la materia oscura, la Vía Láctea se desintegraría
Al provocar que la formación de galaxias y estrellas comenzara antes de lo que lo habría hecho de otro modo, la materia oscura también desempeñó un papel en la creación de las condiciones para que finalmente se formaran los planetas. Sin ella, es posible que no tuviéramos los elementos en nuestra galaxia que permitieron la aparición de la vida.
“Toda la nube de materia oscura que gira alrededor de la Vía Láctea tiene suficiente gravedad como para mantener unida toda nuestra galaxia. Sin la materia oscura, la Vía Láctea se desintegraría”, señala Massey.
Aunque la materia oscura no absorbe ni emite luz, su gravedad afecta a las trayectorias de la luz procedente de galaxias lejanas. Por eso, el equipo utilizó imágenes del telescopio espacial James Webb y midió ligeras distorsiones en las formas de unas 250 000 galaxias para rastrear cómo se distribuye la masa intermedia, independientemente de su naturaleza.
Es decir, buscaron materia oscura observando cómo su masa curva el propio espacio, lo que a su vez desvía la luz que viaja hacia la Tierra desde galaxias lejanas, como si la luz de esas galaxias hubiera atravesado un cristal deformado.
El mapa resultante es una sección del cielo aproximadamente 2,5 veces más grande que la luna llena, en la constelación de Sextans. Contiene aproximadamente diez veces más galaxias que los mapas de la zona realizados por observatorios terrestres y el doble que el que realizó el telescopio espacial Hubble.
Esta cartografía pone al descubierto cúmulos galácticos masivos, además de una red de puentes filamentosos oscuros —hebras de materia oscura que sostienen gas y galaxias y conforman el armazón del universo—, junto a grupos de galaxias de baja masa que, de otro modo, resultarían demasiado tenues o distantes para detectarse con telescopios convencionales.
El nuevo mapa demuestra que la relación entre la materia oscura, las galaxias y el gas caliente que vemos en el universo cercano ya existía cuando las galaxias se formaban más activamente.
“Así, mostramos que la materia oscura y la materia ordinaria trazan las mismas estructuras a gran escala, incluso en épocas cósmicas más tempranas, lo que confirma una predicción clave de nuestro modelo cosmológico actual”, afirma Scognamiglio, autora principal.
“Este resultado muestra que hay más materia oscura que todos los átomos de todos los planetas, estrellas y galaxias que existen. Nadie sabe qué es la materia oscura. Pero cuando se explora cualquier nueva frontera, el primer paso es trazar un mapa. En nuestro mapa, hemos encontrado regiones interesantes del universo que merecerán la pena explorar”, afirma Massey.
Cuando se explora cualquier nueva frontera, el primer paso es trazar un mapa. En nuestro mapa, hemos encontrado regiones interesantes del universo que merecerán la pena explorar
Además, Scognamiglio subraya que el nuevo estudio proporciona una referencia de alta resolución para interpretar futuros estudios mucho más amplios y permite realizar comparaciones detalladas entre observaciones y simulaciones cosmológicas.
“El área que hemos cubierto es relativamente pequeña, ¡pero es una limitación temporal!”, exclama la investigadora. “Las misiones actuales y futuras, como Euclid de la ESA y el telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA, crearán mapas similares sobre áreas mucho más grandes del cielo. Ese es el objetivo”, concluye.
Referencia:
Diana Scognamiglio et al. An ultra-high-resolution map of (dark) matter. Nature Astronomy (2026).
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