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La luz intracúmular ilumina la materia oscura en los cúmulos de galaxias


La materia oscura es una sustancia misteriosa que constituye aproximadamente el 85% de la materia en el Universo. No emite ningún tipo de radiación electromagnética y su presencia sólo puede determinarse a través de los efectos gravitacionales.

En los últimos años, los científicos han tratado de comprender su verdadera naturaleza y mapear su distribución en el Universo.

Un equipo de astrónomos ha utilizado datos del programa Campos Fronterizos de Hubble para estudiar con precisión la distribución de materia oscura en cúmulos de galaxias masivas.

El estudio
Utilizando las observaciones pasadas del Telescopio Espacial Hubble de seis cúmulos de galaxias masivas en el programa Campos Fronterizos, el equipo de astrónomos demostró que la luz intracúmular (el brillo difuso entre las galaxias en un cúmulo) traza el camino de la materia oscura, iluminando su distribución con mayor precisión que los métodos existentes que observan luz de rayos X.

“El programa Campos Fronterizos mostró una luz intrascendente con una claridad sin precedentes. Las imágenes fueron inspiradoras”, dijo el Dr. Ignacio Trujillo, astrónomo del Instituto de Astronomía de Canarias.

"Aún así, no esperaba que los resultados fueran tan precisos. Las implicaciones para futuras investigaciones espaciales son muy emocionantes".

Luz intracúmular
En esencia, la luz intracúmular es un subproducto de las interacciones entre galaxias.

En el curso de estas interacciones, las estrellas individuales son despojadas de sus galaxias y flotan libremente dentro del cúmulo. Una vez libres de sus galaxias, terminan donde reside la mayoría de la masa del cúmulo, principalmente materia oscura.

"Estas estrellas tienen una distribución idéntica a la materia oscura, en la medida en que nuestra tecnología actual nos permite estudiar", dijo la Dra. Mireia Montes, investigadora de la Universidad de Nueva Gales del Sur, Australia.



Tanto la materia oscura como estas estrellas aisladas actúan como componentes sin posibilidad de colisión; siguen el potencial gravitatorio del propio cúmulo.

“Encontramos que la luz intracúmular está alineada con la materia oscura, rastreando su distribución con mayor precisión que cualquier otro método basado en los marcadores luminosos utilizados hasta ahora. Este método también es más eficiente que el método más complejo que consiste en utilizar lentes gravitacionales”, dijeron los investigadores.

Mientras que la última técnica mencionada requiere, tanto de una reconstrucción precisa de la lente como de sondeos espectroscópicas que consumen mucho tiempo, el método utilizado para este estudio solo requiere de imágenes con gran profundidad. Esto significa que se pueden estudiar más grupos con el nuevo método en la misma cantidad de tiempo de observación.

Los resultados introducen la posibilidad de explorar la naturaleza de la materia oscura con una precisión sin precedentes.

"Si la materia oscura es auto-interactiva, podríamos detectar esto como pequeñas desviaciones en la distribución de la materia oscura en comparación con este resplandor estelar tan débil", dijo el Dr. Trujillo.

Referencia del documento científico:
Mireia Montes e Ignacio Trujillo. 2019. Luz intracumular: un trazador luminoso de la materia oscura en cúmulos de galaxias. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volumen 482, Número 2, enero de 2019, páginas 2838–2851; doi: 10.1093 / mnras / sty2858

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