Física

La mayor parte del material en el universo es algo que se conoce como materia oscura, ente misterioso que no emite o refleja la luz y no interacciona con lo que consideramos como materia ordinaria. Se pone de manifiesto su presencia sólo por sus efectos gravitacionales, rectores de la evolución del universo primitivo y que todavía afecta al movimiento de las galaxias. Experimentos basados en la Tierra han tratado de detectar partículas de materia oscura, pero hasta la fecha no se ha logrado.

Los astrónomos, sin embargo, han tenido un mejor año, continuando con el hallazgo de pruebas de la materia oscura y del papel fundamental que desempeña en la configuración del universo visible. Gracias a alrededor de un millar de horas de observación mediante el telescopio espacial Hubble, los científicos han compilado un mapa de la materia oscura de un pequeño trozo de cielo, cerca de dos grados cuadrados de todo el cielo que abarca 40000 grados cuadrados. El mapa, que se publicó en la revista Nature el pasado mes de enero, confirmó un pronóstico de la astrofísica moderna: las Galaxias formadas permanecen ligadas a las nubes enormes de materia oscura.

Los astrónomos creen que en el universo temprano, la materia oscura proporcionó el andamio gravitacional en el cual la materia ordinaria se fundió y se convirtió en galaxias. Según estas teorías de la materia oscura, cuando las galaxias visibles se formaron, parte de la materia que las rodeaba debería haberse juntado en cientos de pequeñas galaxias satélites, la mayoría de los cuales deben sobrevivir actualmente. Sin embargo, el número de galaxias satélite observado es sólo una fracción de lo que la teoría predice. "Debemos ver a cerca de cien mil, pero hasta el 2005, había solamente 12", dice Marla Geha, astrofísica en la Universidad de Yale. Los astrónomos lo llaman problema satélite desaparecidas.

Los astrónomos han especulado que la existencia galaxias satélite dominadas por materia oscura podría resolver el problema, pero no había pruebas de que cualquiera de esas galaxias existiera.

La primavera pasada, Geha y Josh Simon, y un colega en Caltech, usaron el telescopio de 10 metros de Keck II en Mauna Kea (Hawai) para estudiar la masa de ocho galaxias satélite descubiertas durante los dos años previos por la Revisión de Cielo Digital Sloan, un esfuerzo en curso para hacer un mapa detallado de un millón de galaxias y quásares. Geha y Simon encontraron que estas galaxias satélite eran mucho más débiles y más pequeñas en masa que las otras satélites conocidas, y el 99 por ciento de su masa estaban en la forma de la materia oscura. Considerando que las galaxias encontradas por Geha y Simon tienen tales tan concentraciones altas de materia oscura, es probable que muchas otras galaxias satélite podrían ser de materia oscura al 100 por 100.

"Esperamos que algunas sean no detectables, sin estrellas o gas", dice Geha. "Hay modos indirectos de encontrar los satélites de materia oscura, pero esto llevará más trabajo".

Algunos astrofísicos creen que las partículas de materia oscura pueden aniquilarse de vez en cuando entre si, produciendo estallidos de rayos gamma de gran energía. Si la Vía Láctea tiene satélites de materia oscura, y si emiten realmente rayos gamma, el Telescopio "Gamma-Ray Large Area Spac", programado para el lanzamiento en febrero, podría descubrirlos.

La materia oscura también puede ser responsable de la creación de los más maravillosos objetos en el universo: el enorme agujero negro que aparece en el centro de casi todas las grandes galaxias. Tom Theuns y Liang Gao, astrónomos en la Universidad de Durham en Inglaterra, utilizaron el año pasado un modelo informático para estudiar la forma en que los dos tipos de materia oscura, conocida como caliente y fría, pueden haber influido en la formación de las primeras estrellas en el universo, y en el primer agujero negro gigante.

En sus simulaciones, Gao y Theuns encontraron que dentro de la materia oscura fría, solo se forman estrellas masivas, pero la materia oscura caliente formaría filamentos alrededor de la cuarta parte del ancho de la Vía Láctea, suficiente materia ordinaria para crear unos 10 millones de estrellas, y algunas de estas primeras estrellas todavía podrían existir. "Usted podría formar estrellas de baja masa", dice Theuns. "Y viven mucho más tiempo. Podrían vivir durante 13 millones de años y podría estar en la Vía Láctea actual. Tal vez las hemos visto ya. ¿Quién sabe?"

Pero el resultado más inesperado del modelo era que los filamentos podrían sufrir un colapso catastrófico, alabeando el tiempo-spacio para formar un agujero negro enorme.

"Incluso si sólo el uno por ciento de la masa en un filamento participa en el colapso, esto ya es 100000 veces la masa del sol, un principio muy bueno para la fabricación de uno de estos agujeros negros supermasivos" dice Theuns. "Sabemos que la formación de estos agujeros negros supermasivos tiene que ser muy rápida porque podemos ver quásares muy brillantes muy pronto después del Big Bang, no mucho más tarde que la época de la primera formación de estrellas".

¿Hay alguna posibilidad que los astrónomos pudieran descubrir un eco de los cataclismos primordiales que originaron estos agujeros negros?

"Usted pensaría que esto es un proceso tan violento que algo quedaría de", dice Theuns. "No tengo ninguna predicción, pero usted pensaría que habría algo".