Por primera vez los astrónomos ponen cifras a las características físicas de la materia oscura.
La materia oscura que surgió del frío
Por Jonathan Amos
Reportero Ciencia BBC News
Por primera vez los astrónomos ponen cifras a las características físicas de la materia oscura.
Esta extraña materia que se extiende por todo el Universo, pero que es invisible a la actual tecnología de observación, es uno de los grandes enigmas de la ciencia moderna. Su existencia es una de las pocas certezas que tienen los investigadores. Pero ahora, un equipo del Instituto de Astronomía de Cambridge, ha sido finalmente capaz de delimitar la forma en la que se distribuye en el espacio y de medir su temperatura.
“Es la primera pista de lo que esta sustancia puede ser,” afirma el Profesor Gerry Gilmore. “Por primera vez estamos tratando realmente con sus características físicas,” ha declarado.
La ciencia comprende bastante bien lo que denomina materia bariónica, que es la materia “normal” de la que están hechas las estrellas, los planetas y las personas, pero lucha por comprender la principal materia con la que está construido el cosmos.
Volumen mágico
La materia oscura no puede ser detectada directamente por los astrónomos dado que no emite luz ni radiación. Sin embargo, su presencia se puede inferir de la rotación de las galaxias. Sus estrellas se mueven a tal velocidad que se desintegrarían si no fueran retenidas por la atracción gravitacional de alguna materia invisible.
Estas observaciones han establecido que la materia oscura supone alrededor del 80-85% de la materia total del Universo. El equipo de Cambridge, con su estudio detallado, ha proporcionado nueva información de 12 galaxias enanas que bordean el límite de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.
Utilizando los mayores telescopios del mundo, incluidas las instalaciones del VLT (Very Large Telescope) en Chile, el grupo ha trazado mapas detallados de las galaxias en tres dimensiones, utilizando el movimiento de sus estrellas para rastrear la huella de la materia oscura entre ellas así como para calcular su masa de manera precisa.
Mediante la toma de 7 000 medidas independientes, los investigadores han sido capaces de establecer que las galaxias contienen alrededor de 400 veces más materia oscura que materia normal.
“La distribución de la materia oscura no guarda ninguna relación con cualquier cosa publicada en la literatura científica hasta la fecha,” explica el Profesor Gilmore.
“Se contiene en un volumen mágico que se corresponde con una cantidad que es 30 millones de veces la masa del Sol. Aparentemente no se pueden realizar paquetes más pequeños de 300 parsecs (1 000 años luz), esta materia no lo permitiría.
Esto nos da la velocidad (alrededor de 9 Km/s) a la que se mueven las partículas de materia oscura, ya que se desplazan demasiado deprisa para que puedan ser comprimidas en una escala más pequeña. Estas son, además de su existencia, las primeras propiedades que hemos sido capaces de determinar.”
Avanzando en el conocimiento
La velocidad ha supuesto una gran sorpresa. La teoría actual predice que las partículas de materia oscura serían extremadamente frías, moviéndose a unos pocos milímetros por segundo; pero estas observaciones ponen en evidencia que estas partículas tienen, de hecho, una alta temperatura (en términos cósmicos) de 10 000 grados.
La candidata más plausible para ser materia oscura es la denominada partícula masiva de interacción débil WIMP (weakly interacting massive particle).
Los científicos creen que estas partículas son reliquias producidas en el Big Bang.
Su existencia ha sido predicha por ciertas extensiones teóricas de la descripción aceptada de materia y fuerzas, el Modelo Estándar de Partículas Fundamentales e Interacciones. Pero además su presencia estaría lejos de explicar la estructura y geometría del Universo que observamos.
El Profesor Bob Nichol, del Instituto de Cosmología y Gravitación de la Universidad de Portsmouth, describe el trabajo de Cambridge como asombroso. “Si esa es la verdadera temperatura de la materia oscura, las implicaciones para los investigadores directos de estas partículas misteriosas serían enormes, ya que significaría que estamos buscando en el lugar equivocado. De igual forma afectaría a nuestra idea de cómo evolucionan las galaxias y los clusters en el Universo. El hecho de que la materia oscura esté más caliente, hace que sea más difícil la formación de las galaxias más pequeñas, pero ayuda a la formación de grandes estructuras. Este resultado generará gran cantidad de nuevas investigaciones.”
Vecinos enormes
Se han colocado detectores experimentales de cristal en el fondo de profundas minas con la esperanza de registrar el paso a través de materia normal de estas escurridizas partículas de materia oscura. Los investigadores también esperan que futuros experimentos en aceleradores de partículas les proporcionen una mejor comprensión de la física de la materia oscura.
Los esfuerzos del grupo de Cambridge han proporcionado un resultado adicional independiente de los anteriores. El estudio de las galaxias enanas ha permitido a los científicos calcular la masa de nuestra propia galaxia de forma más precisa que nunca.
“Resulta que la Vía Láctea es mucho más masiva de lo que pensábamos,” afirma el Profesor Gilmore. Parece que la Vía Láctea es la galaxia más grande del grupo local, mayor incluso que Andrómeda, cuando hasta hace pocos meses se creía justo lo contrario.”
El equipo de la Universidad de Cambridge espera enviar los primeros resultados a una prestigiosa publicación de astrofísica en las próximas semanas.
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Fuente noticia
BBC News
Traducido por Jesús Canive para
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Enviado por:Jesús Canive