Una excepcional cruz de Einstein revela materia oscura oculta

Una extraña 'cruz de Einstein', con una imagen adicional a las cuatro que habitualmente forman esta configuración cósmica poco común, ha sido identificada como un halo masivo de materia oscura.

La existencia de esta estructura invisible solo pudo inferirse mediante un cuidadoso modelado y análisis informático, según un estudio realizado por un equipo internacional publicado en The Astrophysical Journal.

La materia oscura constituye la mayor parte de la materia del universo, pero no se puede ver directamente. "Solo sabemos que está ahí por cómo afecta a lo que podemos ver, como la forma en que desvía la luz de las galaxias distantes", afirmó en un comunicado el astrofísico de la Universidad de Rutgers y couator del estudio Andrew Baker. "Este descubrimiento nos brinda una oportunidad excepcional de estudiar esa estructura invisible en detalle".

En una 'cruz de Einstein' la luz de una galaxia distante se curva por la gravedad de las galaxias que se encuentran frente a ella, creando cuatro imágenes.

El equipo estaba estudiando una galaxia distante y polvorienta llamada HerS-3. Utilizando NOEMA y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile, observaron que la luz de HerS-3 se dividía en cinco imágenes en lugar de cuatro. Al principio, pensaron que podría ser un fallo en los datos. Pero la quinta imagen no desaparecía.

El modelado computacional de la lente gravitacional mostró que las cuatro galaxias visibles en primer plano, causantes de la curvatura gravitacional, no podían explicar los detalles del patrón de cinco imágenes. Solo añadiendo una gran masa invisible, en este caso un halo de materia oscura, el modelo pudo coincidir con las observaciones.

"Probamos todas las configuraciones razonables utilizando solo las galaxias visibles, y ninguna funcionó", afirmó Charles Keeton, también profesor del Departamento de Física y Astronomía y coautor del estudio. "La única manera de que las matemáticas y la física coincidieran era añadir un halo de materia oscura. Ese es el poder del modelado: ayuda a revelar lo que no se puede ver".

La inusual configuración no solo tiene un aspecto atractivo: los científicos afirmaron que tiene un valor científico. El efecto de lente magnifica la galaxia de fondo, lo que permite a los astrónomos estudiar su estructura con mayor detalle de lo habitual. También ofrece una oportunidad excepcional para aprender sobre la materia oscura que rodea a las galaxias en primer plano.

El equipo incluso ha predicho que podrían verse más características, como el gas que emana de la galaxia, en futuras observaciones. Si se confirman estas predicciones, sería una validación significativa de sus modelos. Si no, aún les enseñaría algo nuevo.

"Esta es una predicción refutable", dijo Keeton. Si observamos y no lo vemos, tendremos que volver a empezar desde cero. Así funciona la ciencia.