Desde su lanzamiento en 2021, el telescopio espacial James Webb está descifrando algunos de los misterios más impactantes del universo. Nos ha mostrado planetas gigantes a una resolución increíble, ha identificado extraños objetos rojos que son agujeros negros y nos ha presentado la primera foto de dióxido de carbono fuera del sistema solar. Hoy lunes suma un nuevo logro: el mapa más detallado jamás conseguido de la materia oscura, esa sustancia enigmática que constituye el 85% de toda la materia del cosmos, pero no emite luz. La cartografía, publicada este lunes en Nature Astronomy, revela no solo los conglomerados masivos de galaxias, sino también las delgadas tuberías de materia oscura que los conectan y las regiones vacías entre ellos.
El telescopio espacial ‘James Webb’ desentraña nuevas claves de esta misteriosa sustancia, que constituye el 85% del cosmos
Desde su lanzamiento en 2021, el telescopio espacial James Webb está descifrando algunos de los misterios más impactantes del universo. Nos ha mostrado planetas gigantes a una resolución increíble, ha identificado extraños objetos rojos que son agujeros negros y nos ha presentado la primera foto de dióxido de carbono fuera del sistema solar. Hoy lunes suma un nuevo logro: el mapa más detallado jamás conseguido de la materia oscura, esa sustancia enigmática que constituye el 85% de toda la materia del cosmos, pero no emite luz. La cartografía, publicada este lunes en Nature Astronomy, revela no solo los conglomerados masivos de galaxias, sino también las delgadas tuberías de materia oscura que los conectan y las regiones vacías entre ellos.
Un equipo internacional liderado por Diana Scognamiglio, investigadora del JPL (Laboratorio de Propulsión a Chorro) de la NASA en Pasadena (EE UU), utilizó observaciones del James Webb sobre el campo COSMOS, una región del universo estudiada exhaustivamente desde hace décadas. El mapa tiene más del doble de la precisión de los anteriores generados con el telescopio Hubble.
La materia oscura es la sustancia más abundante del universo y, paradójicamente, la más misteriosa. Constituye aproximadamente el 85% de toda la materia que existe, pero no emite luz ni la absorbe y no interactúa con la radiación electromagnética. Por eso es oscura: no podemos verla directamente con los telescopios convencionales. Los astrónomos solo pueden detectarla indirectamente, a través de su efecto gravitacional sobre la materia visible —estrellas, galaxias, gas y polvo— y sobre la luz que viaja a través del universo.
Lo que sabemos es que la materia oscura forma una especie de andamiaje gravitacional invisible que sostiene toda la estructura del cosmos: sin ella, las galaxias no podrían formarse, las estrellas no se mantendrían en sus órbitas y el universo sería radicalmente diferente. A pesar de décadas de investigación, los científicos aún desconocen qué es exactamente. Cartografiar su distribución en detalle, como ahora permite hacer el James Webb, es crucial para entender cómo nació, evolucionó y continúa transformándose el universo.
La hazaña técnica del estudio publicado este lunes es considerable. El equipo midió las formas de 129 galaxias mediante un fenómeno conocido como lentes gravitacionales débiles. Cuando la luz de galaxias distantes viaja hacia la Tierra, pasa a través de la materia oscura intermedia, que desvía ligeramente sus trayectorias. Al medir esas desviaciones minúsculas, los científicos pueden cartografiar la distribución de toda la materia, tanto la visible como la invisible.
“Lo que hace especial nuestro mapa es que detecta estructuras a mayores distancias cósmicas de lo que antes era posible”, explica Scognamiglio a este diario. El James Webb revela formas de galaxias más distantes y tenues que sus predecesores, lo que permite a esas lentes llegar a épocas cuando el universo tenía apenas 4.000 millones de años.
El mapa publicado este lunes recupera 15 cúmulos de galaxias ya conocidos que fueron detectados previamente. Pero descubre estructuras nuevas y abre una ventana hacia el universo joven. Durante la época conocida como “mediodía cósmico”—cuando el universo tenía entre 3.000 y 5.000 millones de años—ocurrió la mayor formación estelar en toda la historia cósmica. Las estructuras que el James Webb detecta en esa época son, en muchos casos, sistemas en formación que aún no contienen gas caliente suficiente para brillar con otros sistemas, como los rayos X.
El mapa también revela lo que los cosmólogos llaman el “esqueleto cósmico”: filamentos delgados de materia oscura que conectan los grandes cúmulos entre sí, delineando una red tridimensional a través del espacio. “Estos resultados confirman las predicciones del modelo cosmológico actual (ΛCDM) y ofrecen una herramienta poderosa para estudiar cómo la distribución de materia oscura en el universo ha conformado la formación de galaxias y la estructura a gran escala del cosmos”, apunta Alberto Casas, investigador del Instituto de Física Teórica (CSIC-UAM), de Madrid, que no ha participado en el estudio. “Posiblemente, esta contribución marca el comienzo de una nueva era en la cartografía cósmica de precisión, que permitirá poner a prueba de forma más eficaz diversas teorías sobre la naturaleza de la materia oscura, un misterio fundamental sin resolver”, añade.
Scognamiglio ya está trabajando en el siguiente paso: reconstrucciones tridimensionales que no solo muestren dónde están las estructuras, sino cuándo se formaron. “La verdadera revolución llegará cuando combinemos estos mapas de materia oscura con las historias detalladas de formación estelar en COSMOS”, subraya. “Podremos conectar cómo la materia oscura, el gas y las galaxias crecen juntas durante el mediodía cósmico”.
Futuras misiones como el telescopio Nancy Grace Roman de la NASA y la sonda Euclid de la Agencia Espacial Europea aplicarán estas técnicas a volúmenes mucho mayores del universo, cartografiando la telaraña cósmica a escalas sin precedentes.
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