Más cerca de comprender la energía oscura

Entender algo que no podemos ver ha sido un problema que los astrónomos ya han superado en el pasado. Ahora, un grupo de científicos cree que una nueva técnica hará frente al reto de ayudar a resolver uno de los mayores misterios de la cosmología actual: comprender la naturaleza de la energía oscura.

Imagen del cúmulo Abell 1689, en la que se aprecia como se 'doblan' las galaxias distantes debido a la materia oscura
El cúmulo Abell 1689, a unos 2,2 mil millones de años-luz
de distancia. La luz procedente de galaxias lejanas se 'dobla'
por la materia oscura concentrada en el cúmulo (en azul).
Utilizando el método de lente gravitatoria fuerte -cuando un cúmulo de galaxias masivo actúa como una lupa cósmica-, un equipo internacional de astrónomos ha sido capaz de estudiar la elusiva energía oscura por primera vez. El equipo informa que cuando se combina con las técnicas existentes, sus resultados mejoran de forma significativa las mediciones actuales de la masa y energía contenidas en el Universo.

Usando datos obtenidos por el Telescopio Espacial Hubble, así como de telescopios en tierra, el equipo analizó las imágenes de 34 galaxias extremadamente distantes situadas detrás de Abell 1689, uno de los cúmulos de galaxias más grandes y masivos conocidos en el Universo.

A través de la lente gravitacional de Abell 1689, los astrónomos, dirigidos por Eric Jullo del Laboratorio de Propulsión a Chorro y Priyamvada Natarajan de la Universidad de Yale, fueron capaces de detectar las débiles y distantes galaxias de fondo -cuya luz es 'doblada' y proyectada por la enorme atracción gravitatoria del cúmulo- de una manera similar a como la lente de una lupa distorsiona la imagen de un objeto.

Usando este método, fueron capaces de reducir el error global de los parámetros de la ecuación de estado en 30%, cuando se combinó con otros métodos.

La forma en que las imágenes son distorsionados da a los astrónomos una idea en cuanto a la geometría del espacio que está entre la Tierra, el cúmulo y las galaxias distantes. "El contenido, la geometría y el destino del Universo están vinculados, por lo que si puedes limitar dos de estos aspectos, aprenderás algo acerca del tercero", dijo Natarajan.

El equipo fue capaz de reducir el rango de las estimaciones actuales sobre los efectos de la energía oscura en el Universo, representado por el valor w, en 30%. El equipo combinó su nueva técnica con otros métodos, incluyendo el uso de supernovas, rayos X de cúmulos de galaxias y datos de la nave espacial Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), para limitar el valor de w.

"La energía oscura se caracteriza por la relación entre su presión y su densidad: esto se conoce como su ecuación de estado", dijo Jullo. "Nuestro objetivo fue tratar de cuantificar esta relación. Nos enseña acerca de las propiedades de la energía oscura y cómo ha afectado el desarrollo del Universo".

La energía oscura constituye alrededor del 72% de toda la masa y energía del Universo y, en última instancia, determinará su destino. Los nuevos resultados confirman los hallazgos previos que dicen que la naturaleza de la energía oscura probablemente corresponde a un universo plano. En este escenario, la expansión del Universo continuará acelerándose, expandiéndose para siempre.

Los astrónomos dicen que la verdadera importancia de este nuevo resultado es que se inventa una nueva forma de extraer información acerca de la elusiva energía oscura, y ofrece una gran promesa para aplicaciones futuras.

Según los científicos, su método requirió múltiples y meticulosos pasos para ser desarrollado. Pasaron varios años desarrollando modelos matemáticos especializados y mapas precisos de la materia -tanto oscura como "normal"- que en conjunto constituyen el cúmulo Abell 1689.

Los resultados aparecen en la edición del 20 de agosto de la revista Science.

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