Rastrear la materia oscura y la energía oscura en el universo

La misión Euclid, dirigida por la ESA (Agencia Espacial Europea) con contribuciones de la NASA, está empezando a proporcionar los datos que servirán para uno de los principales objetivos de este telescopio espacial: investigar el misterio de la materia oscura y el de la energía oscura.

La materia oscura es una clase de materia que no emite radiación, resultando por ello invisible para los instrumentos de observación. Solo se la detecta por la atracción gravitatoria que ejerce. Su composición es desconocida, pero lejos de ser una rareza minoritaria es cinco veces más común en el universo que la materia normal.

Energía oscura es el nombre que recibe una fuerza desconocida que hace que el universo se expanda cada vez más rápido.

El mapa cósmico que el telescopio espacial Euclid confeccionará, valiéndose de un campo de visión que es mucho más amplio que el del telescopio espacial James Webb, permitirá no solo determinar con gran nivel de detalle la distribución de la materia oscura, sino también estudiar cómo ha cambiado la intensidad de la energía oscura a lo largo del tiempo.

Una de las formas en que el Euclid ayudará a estudiar la materia oscura es observando cómo esta misteriosa forma de materia deforma la luz de las galaxias lejanas. La masa de, por ejemplo, un cúmulo de galaxias, que incluye materia oscura, crea curvas en el espacio. La luz de las galaxias más lejanas que viaja por esas curvas parece curvarse o arquearse. A veces, la deformación es tan potente que puede crear arcos pronunciados, anillos o incluso múltiples imágenes de la misma galaxia, un fenómeno denominado lente gravitatoria fuerte.

El cúmulo de galaxias Abell 2764 (arriba a la derecha), fotografiado por el telescopio espacial Euclid de la ESA, contiene cientos de galaxias. El espacio fuera del cúmulo también contiene galaxias distantes que aparecen tal como eran cuando el universo tenía tan solo 700 millones de años de edad. (Foto: ESA / Euclid / Euclid Consortium / NASA. Procesamiento de la imagen: J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi)

Para explorar los efectos de la energía oscura, habrá que recurrir principalmente a un efecto más sutil, denominado lente gravitatoria débil, cuya detección requiere un análisis informático detallado y revela la presencia de aglomeraciones aún más pequeñas de materia oscura. Cartografiando esa materia oscura y haciendo un seguimiento de su evolución a lo largo del tiempo, es viable averiguar cómo la aceleración provocada por la energía oscura sobre la expansión del universo ha modificado la distribución de la materia oscura.

“Dado que la energía oscura es un efecto relativamente débil, necesitamos investigaciones más amplias que nos proporcionen más datos y una mayor precisión estadística”, explica Mike Seiffert, de la NASA y miembro del equipo científico del Euclid. “No es algo que pueda hacerse estudiando en detalle una sola galaxia. Necesitamos observar una porción de cosmos muchísimo mayor, pero manteniendo la capacidad de detectar esos efectos sutiles. Para lograr todo esto necesitábamos un telescopio espacial especializado, y el Euclid cumple con estos requisitos”. (Fuente: NCYT de Amazings)