Materia faltante: el gran rompecabezas del universo
Nuestro universo se compone de dos tipos principales de materia: materia oscura y materia regular. La materia oscura constituye la mayor parte, pero es invisible y solo puede detectarse mediante su influencia gravitacional. En cambio, la materia regular, que incluye átomos, planetas y todo lo que podemos ver, constituye solo el 16 % de toda la materia.
Un nuevo estudio ha identificado la materia "faltante" en el universo utilizando ráfagas rápidas de radio (FRB), señales de radio cortas y brillantes provenientes de galaxias distantes, como guía. Esta representación artística muestra una FRB brillante viajando a través de la niebla entre galaxias conocida como el medio intergaláctico. Las longitudes de onda más largas, mostradas en rojo, se ralentizan en comparación con las longitudes de onda más cortas y azules, lo que permite a los astrónomos "pesar" la materia, normalmente invisible. Crédito: Melissa Weiss/CfA
Según los modelos cosmológicos, la mayor parte de esta materia ordinaria no se concentra en estrellas ni planetas, sino que se encuentra ampliamente dispersa en el espacio intergaláctico. Sin embargo, debido a su densidad extremadamente baja, aproximadamente la mitad de esta materia ha escapado a las observaciones científicas durante mucho tiempo.
FRB: Luz del universo distante
En un estudio publicado en la revista Nature Astronomy, investigadores de Caltech y del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA) encontraron la respuesta. Utilizaron ráfagas rápidas de radio (FRB), ráfagas de energía cortas pero extremadamente potentes, para detectar la materia faltante.
"Las FRB brillan a través de la niebla del medio intergaláctico, y al medir con precisión la velocidad a la que se ralentiza la luz, podemos pesar esa niebla, incluso si es demasiado tenue para verla", explica Liam Connor, profesor asociado en Harvard y autor principal del estudio.
Datos de explosiones récord
Esta ilustración artística muestra algunas de las 60 FRB del estudio (FRB 20221219A, FRB 20231220A y FRB 20240123A), utilizadas para rastrear el recorrido del gas a través del espacio intergaláctico y cartografiar la red cósmica. Crédito: Jack Madden/CfA, IllustrisTNG Simulations
El equipo analizó 69 FRB diferentes, con distancias que van desde los 11,74 millones hasta los 9100 millones de años luz. Cabe destacar que la FRB más distante del estudio, denominada FRB 20230521B, es la más distante jamás registrada. De estas, 39 fueron identificadas por el Deep Synoptic Array-110 (DSA-110) del Owen Valley Radio Observatory de Caltech, una red de telescopios diseñada específicamente para detectar y localizar FRB. Las 30 FRB restantes provinieron de otros telescopios de todo el mundo , principalmente del Australian Square Kilometre Array Pathfinder Telescope.
El enfoque de los científicos es como ver la "sombra" de la materia. El profesor Vikram Ravi, de Caltech, lo comparó: "Es como ver las sombras de todos los bariones, con las FRB como contraluz... Si ves a una persona frente a ti, puedes saber mucho sobre ella. Pero si solo ves su sombra, sabes que está ahí y puedes estimar su tamaño".
Nuevo potencial para la cosmología
Los resultados del estudio muestran que el 76 % de la materia normal del universo se encuentra en el espacio intergaláctico, el 15 % en halos galácticos y el resto se concentra en galaxias. Esta distribución coincide con las predicciones de las simulaciones, pero esta es la primera vez que se confirma mediante observaciones reales.
Esta concepción artística representa la materia ordinaria en el gas tenue y cálido que compone el medio intergaláctico (MIG), algo que los científicos han tenido dificultades para observar directamente hasta ahora. Los diferentes colores de la luz viajan a distintas velocidades por el espacio. En esta imagen, el artista ha utilizado el azul para resaltar las regiones más densas de la red cósmica, cambiando a una luz más roja para las regiones de vacío. Créditos: Jack Madden, IllustrisTNG, Ralf Konietzka, Liam Connor/CfA
El descubrimiento no solo resuelve un gran misterio, sino que también abre una nueva dirección para la cosmología. Los datos de las FRB podrían ayudar a los científicos a comprender mejor la evolución de las galaxias e incluso a determinar la masa de partículas subatómicas llamadas neutrinos, un elemento clave para ir más allá del Modelo Estándar de la física de partículas.
Según el profesor Ravi, esto es solo el principio. En el futuro, el radiotelescopio DSA-2000 en el desierto de Nevada, que se espera detecte hasta 10 000 FRB al año, promete llevarnos a desvelar los secretos del universo.
Fuente: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/vu-no-vo-tuyen-nhanh-he-lo-kho-bau-vu-tru-bi-che-giau-suot-nhieu-thap-ky/20250817083747028
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