11 de julio de 2020
27 de mayo de 2020

Explosiones cósmicas revelan la materia faltante del universo

Explosiones cósmicas revelan la materia faltante del universo
Imagen del cosmos tomada con el Telescopio Hubble - NASA

MADRID, 27 May. (EUROPA PRESS) -

Astrónomos han usado misteriosas señales FRB --ráfagas rápidas de radio-- para resolver un misterio de décadas sobre la "materia perdida" teorizada hace tiempo en el universo, pero que nunca antes había sido detectada. Concluyen que toda la materia normal no contabilizada existe en el vasto espacio entre estrellas y galaxias, como se detalla en la revista Nature.

El autor principal, el profesor asociado Jean-Pierre Macquart, del nodo de la Universidad de Curtin del Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía (ICRAR), dijo que los astrónomos han estado buscando la materia 'faltante' durante casi 30 años.

"Sabemos por las mediciones del Big Bang cuánta materia había en el comienzo del universo", dijo. "Pero cuando observamos el universo actual, no pudimos encontrar la mitad de lo que debería estar allí. Fue un poco embarazoso. El espacio intergaláctico es muy escaso. La materia faltante era equivalente a solo uno o dos átomos en un sala del tamaño de una oficina promedio. Así que fue muy difícil detectar este asunto usando técnicas y telescopios tradicionales".

Los investigadores pudieron ahora detectar directamente la materia faltante utilizando el fenómeno de las señales FRB (ráfagas de radio rápidas por sus siglas en inglés): breves destellos de energía que parecen provenir de direcciones aleatorias en el cielo y duran solo milisegundos. Los científicos aún no saben qué los causa, pero debe involucrar una energía increíble, equivalente a la cantidad liberada por el sol en 80 años. Han sido difíciles de detectar ya que los astrónomos no saben cuándo y dónde buscarlos.

El profesor asociado Macquart dijo que el equipo detectó la materia faltante al usar ráfagas de radio rápidas como "estaciones de pesaje cósmicas".

"La radiación de las ráfagas rápidas de radio se dispersa por la materia faltante de la misma manera que se ven los colores de la luz solar separados en un prisma", dijo. "Ahora hemos podido medir las distancias a suficientes ráfagas de radio rápidas para determinar la densidad del universo. Solo necesitábamos seis para encontrar esta materia faltante".

La materia que falta en este caso es la materia bariónica o "normal", como los protones y los neutrones que forman las estrellas, los planetas y los humanos. Es diferente de la materia oscura, que sigue siendo esquiva y representa aproximadamente el 85% de la materia total en el universo.

El coautor, el profesor J. Xavier Prochaska, de la UC Santa Cruz, dice que los científicos han buscado sin éxito esta materia faltante con los telescopios más grandes durante más de 20 años. "El descubrimiento de ráfagas rápidas de radio y su localización en galaxias distantes fueron los avances clave necesarios para resolver este misterio", dijo.

El profesor asociado Ryan Shannon, otro coautor de la Universidad Tecnológica de Swinburne, dijo que la clave era el telescopio utilizado, el radiotelescopio de la sonda australiana de kilómetros cuadrados (ASKAP) de CSIRO. "ASKAP tiene un amplio campo de visión, aproximadamente 60 veces el tamaño de la luna llena, y puede obtener imágenes en alta resolución", dijo. "Esto significa que podemos capturar las explosiones con relativa facilidad y luego ubicar las ubicaciones de sus galaxias anfitrionas con una precisión increíble".

"Cuando la explosión llega al telescopio, registra una repetición de acción en vivo en una fracción de segundo", dijo el doctor Keith Bannister de la agencia científica nacional de Australia, CSIRO, quien diseñó el sistema de captura de pulso utilizado en esta investigación. "Esto permite que la precisión determine la ubicación de la ráfaga de radio rápida al ancho de un cabello humano a 200 metros de distancia", dijo.

El profesor asociado Macquart dijo que el equipo de investigación también había precisado la relación entre lo lejos que está una ráfaga de radio rápida y cómo se propaga la explosión a medida que viaja a través del universo. "Hemos descubierto el equivalente de la Ley de Hubble-Lemaitre para las galaxias, solo para ráfagas de radio rápidas", dijo. "La Ley de Hubble-Lemaitre, que dice que cuanto más distante está una galaxia de nosotros, más rápido se aleja de nosotros, sustenta todas las mediciones de galaxias a distancias cosmológicas".

Las rápidas ráfagas de radio utilizadas en el estudio se descubrieron utilizando ASKAP, que se encuentra en el Observatorio de Radioastronomía de Murchison en el interior de Australia Occidental. El equipo internacional involucrado en el descubrimiento incluyó astrónomos de Australia, Estados Unidos y Chile. ASKAP es un precursor del futuro telescopio de matriz de kilómetros cuadrados (SKA). El SKA pudo observar grandes cantidades de ráfagas de radio rápidas, dando a los astrónomos una mayor capacidad para estudiar la estructura previamente invisible en el universo.