Los astrónomos que usan el Telescopio Espacial Hubble consiguieron ventaja con la gigantesca lupa cósmica para crear uno de los mapas más nítidos y detallados de la materia oscura en el universo. La materia oscura es una sustancia invisible y desconocida que compone la mayor parte de la masa del universo.
Según las nuevas observaciones la materia oscura puede dar nuevos conocimientos sobre el papel que desempeñó en la formación de universo. El resultado sugiere que los cúmulos de galaxias pueden haberse formado antes de lo previsto, ante el empuje de la energía oscura que inhibe su crecimiento. Una misteriosa propiedad del espacio, la energía oscura lucha contra la atracción gravitatoria de la materia oscura. La energía oscura empuja a las galaxias a separarse unas de otras y estirar el espacio entre ellas, suprimiendo así la formación de estructuras gigantes llamadas cúmulos de galaxias. Los astrónomos pueden sondear esta energía y crear la distribución de materia oscura en los cúmulos.
Un equipo dirigido por Dan Coe en el Laboratorio de Propulsión a Reacción de la NASA en Pasadena, California, utiliza la Cámara Avanzada para Inspecciones y así trazar la materia invisible en el cúmulo masivo de galaxias Abell 1689, localizada a 2200 millones de años luz de distancia. La gravedad del cúmulo, la mayoría de los cuales proviene de la materia oscura, actúa como una lupa cósmica de flexión y amplificando la luz de galaxias distantes detrás de ella. Este efecto, llamado lente gravitacional, produce imágenes múltiples, deformadas, y ampliadas en gran medida de las galaxias, como la vista en un espejo de circo. Mediante el estudio de las imágenes distorsionadas, los astrónomos estimaron la cantidad de materia oscura dentro del cúmulo. Si la gravedad de la agrupación sólo provenía de las galaxias visibles, las distorsiones de la lente serían mucho más débiles.
Teniendo esto como base, Coe y sus colaboradores confirmaron los resultados anteriores que muestran que el núcleo de Abell 1689 es mucho más denso en materia oscura de lo esperado para un grupo de su tamaño, basado en simulaciones del crecimiento de su estructura por ordenador. Abell 1689 se une a otros grupos estudiados y encontraron que los núcleos densos son de forma similar. El hallazgo es sorprendente, porque el empuje de la energía oscura en el universo primitivo es la que ha frenado el crecimiento de todos los cúmulos de galaxias.
"Los cúmulos de galaxias, por lo tanto, tenían que haber comenzado la formación hace miles de millones de años antes con el fin de crear todo lo que vemos hoy", explica Coe. "En épocas anteriores, el universo era más pequeño y más densamente poblado con la materia oscura. Abell 1689 parece haber sido bien alimentado en el nacimiento de la materia densa que lo rodea en el universo primitivo."
Trazando un mapa invisible
Abell 1689 es uno de los grupos más poderosos en lentes gravitacionales jamás observado. Observaciones Coe, junto con estudios previos, dio 135 imágenes múltiples de 42 galaxias de fondo.
"Las imágenes con lentes son como un gran rompecabezas", dijo Coe. "Aquí se han descubierto, por primera vez, una manera de organizar la masa de Abell 1689 para ver todas estas galaxias de fondo con las lentes a sus posiciones observadas." Coe utiliza esta información para producir un mapa de mayor resolución de la distribución del cúmulo de materia oscura que no era posible antes.
Coe se asoció con el matemático Edward Fuselier que en ese momento, estaba en la Academia Militar de West Point, para idear una nueva técnica de cálculo en el nuevo mapa. "Gracias, en gran parte, a las contribuciones de Eddie, que finalmente han descifrado el código de la lente gravitacional. Otros métodos se basan en hacer una serie de conjeturas sobre el mapa de masas, y entonces los astrónomos encontrar el que mejor se adapte a los datos. Usando este método, se puede obtener, directamente de los datos, un mapa de masas que le da un ajuste perfecto. "
Los astrónomos planean estudiar más grupos para confirmar la posible influencia de la energía oscura.
