Un estudio detecta un tenue brillo estelar que se distribuye de forma casi idéntica a la materia oscura que supone el 80% del universo

Los astrónomos han descubierto que la asociación de la luz intracumular -luz tenue de la imagen- y la materia oscura – NASA, ESA y M. Montes (Universidad de Nueva Gales del Sur)

Aunque no se puede observar, supone un 80% de toda la materia que existente en el universo. Se trata de lamateria oscura, de cuya existencia el hombre sabe desde la década de los años 30 por los movimientos de las galaxias dentro de los cúmulos formados centenares de ellas. Ahí se esconde esta fuerza gravitatoria invisible que la ciencia aún no ha conseguido comprender del todo. Recibe su nombre porque se creía compuesta de materia ordinaria que no emitía ni refleja la luz. Sin embargo, en la actualidad se sabe que, en realidad, su naturaleza es distinta, «exótica» y es transparente en todos los rangos del espectro electromagnético. Aún así, el término «oscuro» se ha quedado en su denominación.

Ahora, un grupo de científicos entre los que también se encuentran los investigadores españoles Mireia Montes -de la Universidad de New South Wales y de la Universidad de Yale-, e Ignacio Trujillo, -del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de La Universidad de La Laguna (ULL)-, han publicado un artículo en la revista « Monthly Notices of the Royal Astronomical Society» donde relacionan la distribución de la materia oscura con la de la luz intracumular. Una luz que no pertenece a ninguna galaxia en concreto, sino que forma parte de la estructura global de la agrupación galáctica, y que también es apodada «luz fantasmal» por su tenue brillo. Este hallazgo permitiría «ver» esta materia «exótica» a pesar de su invisibilidad, o al menos intuir con precisión su disposicióncomo nunca la humanidad ha podido hacerlo.
Seis cúmulos galácticos formados por miles de galaxias

Para ello, han estudiado seis cúmulos galácticos a través deltelescopio espacial Hubble. Estas seis agrupaciones de cientos, e incluso miles de galaxias han sido investigadas con los datos de la iniciativa Hubble Frontier Fields, que reconstruyó la distribución de la masa de materia oscura a partir del efecto de las lentes gravitacionales. Un proceso complejo con el que se calcula la masa de grandes objetos gravitatorios que curvan la luz emitida por galaxias distantes, produciendo un efecto similar al de una lente.

«Al observar cómo se repartía la materia oscura a través del cúmulo nos dimos cuenta de que lo hacía como la luz intracumular», explica Montes. De hecho, utilizaron la distancia de Hausdorff, un marcador que sirve para establecer la similitud entre dos conjuntos de puntos -y que los teléfonos inteligentes o «smartphones» aplican en sus sistemas de reconocimiento facial, por ejemplo- para comprobar que realmente estos dos parámetros coincidían.

Trujillo, al respecto, explica: «Comparamos la distribución de luz intracumular con la ubicación de la masa de materia oscura y de los rayos X. Las dos primeras son idénticas, hasta donde los datos permiten observar. Por primera vez, estamos viendo algo que se distribuye igual que la materia oscura. Esto permitiría estudiar su localización de forma precisa en más cúmulos de galaxias, sin necesidad de reconstruir los mapas de lentes».

Imagen del cúmulo de galaxias Abell S1063 situado a unos 4000 millones de años luz de distancia de la Tierra. Sobrepuesto en la imagen pueden apreciarse los contornos de la distribución de la materia oscura (en violeta) y la distribución de la débil luz intracumular (en verde). Los contornos se distribuyen de forma similar – Gabriel Pérez Díaz (SMM, IAC)

Las estrellas que flotan libres

La luz intracumular se ajusta tanto a la distribución de materia oscura porque las estrellas no chocan entre sí. Esta luz se crea por el arranque de las estrellas de las partes más externas de las galaxias que conforman el cúmulo. Estas estrellas son luego arrastradas y flotan libremente dentro del cúmulo de galaxias bajo la acción gravitatoria del cúmulo como un todo. El brillo superficial de la luz intracumular es extremadamente bajo, 100 veces más tenue que el que se aprecia en el cielo nocturno de las zonas más oscuras del planeta, como el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma).

«Que la materia oscura y la luz intracumular se distribuyan igual—indica Montes—, nos abre las puertas a estudiar esta distribución de materia oscura en cientos de cúmulos de una manera mucho más eficiente que antes». Este descubrimiento permite avanzar en la comprensión de la materia oscura y abre la puerta a futuras investigaciones en otros cúmulos de galaxias. «Establecer la localización de la materia oscura ayudará a entender el origen de esta componente de la naturaleza tan poco conocida», concluye Trujillo.