Científicos israelíes han desarrollado un método innovador para estudiar la materia oscura, que ofrece una ventana directa a la misteriosa sustancia que compone la mayor parte de la materia del universo, anunció la Universidad de Tel Aviv el lunes.
La materia oscura es un tipo de materia que no emite, absorbe ni refleja la luz, lo que la hace invisible a los telescopios.
Los científicos saben de su existencia únicamente por sus efectos gravitacionales sobre las galaxias y la estructura a gran escala del universo. Se estima que alrededor del 85% de la materia del universo es materia oscura, pero su composición sigue siendo desconocida, ya que no se ha detectado directamente ninguna partícula de materia oscura.
El nuevo estudio, dirigido por el profesor Rennan Barkana, de la Escuela Sackler de Física y Astronomía de la Universidad de Tel Aviv, propone detectar tenues ondas de radio emitidas durante el período más temprano del universo, la edad oscura cósmica, unos 100 millones de años después del Big Bang. La investigación, publicada en Nature Astronomy, indica que la materia oscura formó densos cúmulos en esta etapa temprana, atrayendo gas hidrógeno y produciendo emisiones de radio débiles pero mensurables, según The Jerusalem Post.
“El nuevo Telescopio Espacial James Webb de la NASA descubrió recientemente galaxias distantes cuya luz nos llega desde unos 300 millones de años después del Big Bang. Nuestra nueva investigación estudia una era aún más temprana y misteriosa: la edad oscura cósmica, tan solo 100 millones de años después del Big Bang”, declaró Barkana.
Las simulaciones por computadora predicen que la materia oscura en todo el universo formaba densos cúmulos que posteriormente ayudarían a formar las primeras estrellas y galaxias. El tamaño previsto de estos cúmulos depende de las propiedades desconocidas de la materia oscura, y por lo tanto puede ayudar a esclarecerlas, pero no se pueden ver directamente. Sin embargo, estos cúmulos de materia oscura atrajeron gas hidrógeno, lo que provocó que emitiera ondas de radio más intensas. Predecimos que el efecto acumulativo de todo esto puede detectarse con antenas de radio que miden la intensidad de radio promedio en el cielo.
Observar estas señales es técnicamente desafiante porque la atmósfera terrestre bloquea las débiles ondas de radio, lo que requiere el uso de telescopios espaciales, posiblemente desplegados en la Luna para una mayor estabilidad.
Una carrera espacial internacional
“Estamos presenciando una carrera espacial internacional en la que muchos países aspiran a regresar a la Luna con sondas y astronautas”, señaló el estudio. Las agencias espaciales de EE. UU., Europa, China e India buscan objetivos científicos valiosos para el desarrollo lunar, y la detección de ondas de radio de las eras oscuras cósmicas ofrece un objetivo convincente.
Se predice que períodos posteriores, como el amanecer cósmico cuando se formaron las primeras estrellas, producirán señales de radio más intensas. Estas pueden medirse desde la Tierra, aunque su interpretación es complicada debido a la influencia de la formación estelar. Barkana forma parte del Square Kilometre Array (SKA), un proyecto internacional que despliega 80.000 antenas de radio en Australia para cartografiar estas emisiones y rastrear las huellas de los primeros cúmulos de materia oscura en el cielo.
“La señal de radio de las eras oscuras cósmicas debería ser relativamente débil, pero si se superan los desafíos observacionales, abrirá nuevas vías para analizar la naturaleza de la materia oscura”, afirmó Barkana. En el universo actual, la materia oscura ha interactuado con estrellas y galaxias durante miles de millones de años, lo que dificulta descifrar sus propiedades. Observarla en el universo primitivo nos proporciona un laboratorio prístino que podría revelar qué es realmente la materia oscura.
Barkana afirmó: «Cuando los científicos abren una nueva ventana de observación, suelen surgir descubrimientos sorprendentes. El santo grial de la física es descubrir las propiedades de la materia oscura. Esta investigación nos indica una manera de lograrlo finalmente, sintonizando con las señales de radio cósmicas del universo primitivo y vislumbrando el andamiaje invisible sobre el que se construyeron todas las galaxias, incluida nuestra propia Vía Láctea».