Galaxias revelan mapas ocultos de materia oscura del universo primario

MADRID, 19 Sep. 2025 (Europa Press) -

Al rastrear el andamiaje invisible del universo creado por la elusiva materia oscura, un equipo de astrónomos ha descubierto evidencia de cómo se expanden las galaxias. En un estudio publicado en The Astrophysical Journal Letters, los investigadores utilizaron lo que, según ellos, son las muestras más grandes jamás obtenidas de galaxias especiales, llamadas emisoras Lyman-alfa, para estudiar cómo se agruparon las galaxias a lo largo de miles de millones de años. De este modo, obtuvieron una mejor comprensión de cómo se relacionan las galaxias con la materia oscura circundante y cómo evolucionan con el tiempo.

“Analizar estas huellas nos da una idea de la masa de materia oscura que rodea a las galaxias”, afirmó en un comunicado Eric Gawiser, profesor distinguido del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Rutgers y autor del estudio. “Las masas de materia oscura reveladas por este estudio son consistentes con la idea de que las galaxias emisoras Lyman-alfa evolucionaron hasta convertirse en galaxias actuales como nuestra Vía Láctea”.

El análisis, que evaluó imágenes de campo amplio a lo largo de tres épocas diferentes de la historia del universo poco después del Big Bang, reveló patrones distintivos, similares a huellas dactilares cósmicas. Estos patrones indican dónde se concentra la materia oscura, según los investigadores. La materia oscura, una sustancia misteriosa que no emite luz ni energía, no se puede ver, pero constituye la mayor parte de la materia del universo, según los científicos. Saben que la materia oscura existe porque su gravedad afecta el movimiento de las galaxias y la disposición de estos vastos sistemas cósmicos en el espacio.

CIEN MIL GALAXIAS A ESTUDIO

El estudio, dirigido por la estudiante de doctorado de Rutgers Dani Herrera, utilizó datos del sondeo ODIN (Imágenes DECam de cien grados cuadrados en bandas estrechas), un gran proyecto astronómico diseñado para analizar más de 100.000 galaxias emisoras Lyman-alfa. Los investigadores se centraron en datos obtenidos de una región del cielo conocida como Campo Profundo del Sondeo de Evolución Cósmica (COSMOS), en uno de los mayores sondeos de cielo profundo jamás realizados. Observando el espacio profundo y el pasado distante, observaron tres períodos de tiempo: unos 2800 millones, 2100 millones y 1400 millones de años después del Big Bang.

Durante estos períodos, las galaxias emisoras Lyman-alfa eran jóvenes y formaban estrellas activamente, lo que las convertía en marcadores ideales para su estudio. También contienen gas hidrógeno que emite un brillo especial, lo que permite a los científicos descubrir grandes cantidades de ellas en el universo distante.

“Queríamos encontrar la materia oscura cuya gravedad impulsa a las galaxias a fusionarse y crecer”, explicó Herrera. “Comprender dónde se encuentra y cómo ha evolucionado nos ayuda a comprender cómo ha evolucionado el universo mismo”.

La materia oscura desempeña un papel crucial en la formación de galaxias, actuando como un "pegamento" gravitacional que ayuda a unir el gas para formar galaxias, explicó Herrera. Su masa invisible crea pozos profundos en el espacio donde las galaxias pueden crecer, fusionarse y evolucionar, formando la estructura a gran escala del universo.

UN MAPA DE SENDERISMO QUE MUESTRA LAS ELEVACIONES

"Utilizamos la aglomeración de estas galaxias para identificar dónde la materia oscura era más densa", explicó Gawiser. "Visualizar esto con un mapa de contornos, de forma similar a como un mapa de senderismo muestra las elevaciones, nos permite observar las huellas de la materia oscura en el universo distante".

Un resultado sobresalió. Descubrieron que entre el 3% y el 7% de las regiones densas de materia oscura capaces de albergar galaxias contienen galaxias emisoras de luz Lyman-alfa. Esto significa que las galaxias emisoras de luz Lyman-alfa representan un pequeño porcentaje de las galaxias que se forman donde la materia oscura es más densa.

Este bajo porcentaje sugiere que las galaxias se observaron durante una fase de corta duración, brillando con luz Lyman-alfa durante decenas a cientos de millones de años.

Para obtener estos resultados, los investigadores utilizaron una técnica llamada agrupamiento, que mide cómo se agrupan las galaxias en comparación con distribuciones aleatorias. Calcularon la función de correlación angular, un método para contar pares de galaxias.

Esta investigación, según los científicos, no solo profundiza la comprensión de la evolución de las galaxias, sino que también ayuda a los científicos a refinar los modelos de la estructura del universo.

A medida que el sondeo ODIN continúa, los estudios futuros se ampliarán a más galaxias, ofreciendo una visión más completa de la red cósmica, indicaron.

"Aunque invisible a nuestros telescopios, la materia oscura moldea el universo a través de interacciones con la materia visible", afirmó Gawiser. "Mientras algunos intentan comprender qué es, otros, como este equipo de investigación, intentan comprender dónde se encuentra y qué implica eso para la evolución del universo".

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