Utilizamos cookies propias y de terceros para mejorar nuestros servicios y facilitarte el uso de la web mediante el análisis de tus preferencias de navegación. También compartimos la información sobre el tráfico por nuestra web a los medios sociales y de publicidad con los que colaboramos. Si continúas navegando, consideramos que aceptas nuestra Política de cookies .

14 de Septiembre de 2020
Cosmología

Se sondea la materia oscura con lentes gravitatorias y puede que el resultado complique aún más su enigma

Un grupo de astrónomos italianos ha observado con detalle once cúmulos de galaxias. Los resultados, dicen, plantean dudas sobre uno de los fundamentos de la cosmología moderna. 

El cúmulo de galaxias Abell 370, con imágenes ampliadas y deformadas de galaxias por el efecto de lente gravitatoria [NASA, ESA y J.Lotz y el equipo del HFF (STSCI)].

Los cosmólogos tienen una idea bien concreta de la composición del universo: junto a cantidades relativamente modestas de materia ordinaria (estrellas, nubes de gas, planetas), el cosmos contiene una porción mucho mayor de materia oscura. Esta enigmática sustancia ha de ser invisible e interaccionar con el resto del universo casi solo por medio de la gravedad. Se piensa por ello que está formada por partículas que se mueven lentamente a través del espacio y pueden acumularse fácilmente en grandes centros de masa.

Esta materia oscura «fría» concuerda bien con muchas observaciones cosmológicas y astrofísicas. Pero siempre hay algún hallazgo que pone en duda la hipótesis o que al menos exige una adaptación considerable de esta. Un ejemplo es un estudio publicado en Science, según el cual once cúmulos de galaxias concentran la luz gravitacionalmente más de lo que cabría esperar conforme a la hegemónica teoría de la materia oscura fría.

El cúmulo de galaxias MACSJ 1206 comprende numerosas galaxias individuales, como se ve en esta imagen tomada por el Telescopio Espacial Hubble. Algunas de ellas ocultan galaxias aún más lejanas. La luz de estas se arquea para poder alcanzar la Tierra; tales galaxias situadas en un segundo plano aparecen repetidas veces en la imagen telescópica, tal y como se aprecia alrededor de las tres galaxias individuales del cúmulo ampliadas en los recuadros. Ello se debe al efecto de lente gravitatoria, una consecuencia de la teoría einsteiniana de la relatividad general [NASA, ESA, G. Caminha (Universidad de Groningen). M. Meneghetti (INAF-Observatorio de Astrofîsica y Ciencia del Espacio, Bolonia), P. Natarajan (Universidad de Yale), Equipo CLASH].

Massimo Meneghetti, del Observatorio de Astrofísica y Ciencia del Espacio, en Bolonia, y sus colaboradores se basan para esa afirmación en el efecto de lente gravitatoria, una predicción de la teoría de la relatividad general de Einstein, por el que las galaxias se convierten en una especie de lupa. Con su gran masa, esas concentraciones de materia deforman el espaciotiempo hasta el punto de que la luz de fuentes situadas más atrás sigue a su alrededor una trayectoria curvada, lo cual le produce a un observador remoto la impresión de que hay múltiples versiones de esos objetos emisores de la luz desviada por la lente.

En los once cúmulos de galaxias que han investigado, el efecto está más acentuado de lo que se esperaría basándose en la hipótesis de la materia oscura fría, según el equipo de Meneghetti. En concreto, parece que el dominio de influencia de las galaxias individuales reúne más materia oscura de lo que indican las simulaciones. Las galaxias individuales parecen ser unas lentes diez veces más eficientes de lo esperado, calculan los investigadores.

De ahí, el grupo deduce una de dos conclusiones: o las simulaciones son deficientes o la materia oscura interacciona con la materia ordinaria de una manera diferente a la supuesta. Aunque quizá haya una tercera posibilidad: las observaciones de lentes gravitatorias en cúmulos de galaxias son de difícil evaluación y pueden conducir a que se saquen consecuencias falsas, en especial cuando, como en este caso, solo se cuenta con una base de datos limitada.

Robert Gast

Referencia: «An excess of small-scale gravitational lenses observed in galaxy clusters», de Massimo Meneghetti et al., en Science, volumen 369, número 6509, págs. 1347-1351; puede leerse la prepublicación, arXiv: 2009.04471 [astro-ph.GA].

Los boletines de Investigación y Ciencia

Elige qué contenidos quieres recibir.