Telescopio espacial Hubble encontró los grupos más pequeños de materia oscura

NASA / ESA / A. Nierenberg (JPL) and T. Treu (UCLA) 

El telescopio espacial Hubble detectó las masas más pequeñas de materia oscura. Estas formaciones están en el rango de millones de soles: 5-6 órdenes de magnitud más baja que la masa de una galaxia grande. Estudiar los coágulos detectados ayudará a descartar teorías incorrectas sobre la naturaleza de la materia oscura y a acercarse a comprender la correcta, dijeron los autores en el congreso de la Sociedad Astronómica Americana.

Contexto

Al analizar una serie de observaciones astronómicas, teniendo en cuenta solo las leyes físicas conocidas y los tipos de materia, pueden surgir inconsistencias como el problema de las curvas de rotación de las galaxias.

Para explicarlos, los científicos presentaron varias teorías, que generalmente incluyen modelos de materia oscura. La mayoría de ellos asume que la materia oscura es un nuevo componente del Universo, y consiste en partículas sin interacción electromagnética. En este caso, las partículas de materia oscura pueden formar cúmulos, al igual que la materia ordinaria se reúne en las galaxias.

Muchas variantes propuestas de materia oscura dan las mismas predicciones para cantidades que ahora se pueden verificar de manera confiable. Además, se pueden distinguir, por ejemplo, buscando objetos de baja masa a partir de materia oscura: en algunos modelos la formación de estructuras pequeñas es difícil, mientras que en otros no existen tales restricciones. Hasta ahora, los astrónomos, sin embargo, no tienen datos suficientes para esto.

La nueva observación

Ahora, usando el telescopio Hubble, astrónomos estadounidenses dirigidos por Anna Nierenberg del Laboratorio de Propulsión a Chorro de NASA examinaron en detalle 8 cuásares cuya luz fue distorsionada por lentes gravitacionales: el cuerpo refractor usado fue un objeto invisible en sí mismo con una masa de aproximadamente 108 solares o menos.

Los objetos observados se eligieron de los catálogos de tal manera que su luz formara la configuración de la Cruz de Einstein, es decir, cuatro fuentes separadas, esto solo sucede si el objeto refractor se acerca a la línea de visión. Esto permitió determinar con alta precisión la masa y el tamaño del cuerpo que distorsiona la luz.

Las pequeñas masas detectadas ya hacen improbables los modelos de materia oscura cálida, ya que suponen velocidades de partículas bastante altas que no permiten se formen estructuras pequeñas. Además, su existencia no está prohibida en el marco del modelo estándar de materia oscura fría, cuyas partículas deben tener masas suficientemente altas y velocidades bajas en comparación con la luz.

El futuro

En los próximos años comenzarán a funcionar los instrumentos de próxima generación, como el LSST en tierra y el Euclid espacial. Como resultado de su trabajo, se puede descubrir al menos un orden de magnitud más de cuásares con lentes en forma de cruz de Einstein, lo que nos permitirá estudiar modelos de materia oscura con un nuevo nivel de detalle.

Los astrónomos demostraron previamente que el modelo de materia oscura superfluida no resiste la prueba de la Vía Láctea: predice velocidades demasiado altas de las estrellas a través del disco galáctico, aunque reproduce correctamente los parámetros de su movimiento dentro del disco.

 

Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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