Los secretos del Universo: ¡Son tantos!

Distribución en 3D de la materia oscura en la zona del Universo estudiada. Foto: ESA.

Del rastreo más ambicioso realizado con el Telescopio Espacial Hubble, por un equipo internacional de 70 científicos liderado por R. Massey del Instituto Tecnológico de California (Caltech) ha surgido un mapa tridimensional que permite asomarse por primera vez a la distribución de la materia oscura en el Universo. Sus resultados parecen confirmar las teorías actuales de formación de las estructuras cósmicas.

El espacio exterior o espacio “vacío” también simplemente llamado espacio,  se refiere a las regiones relativamente vacías del universo fuera de las atmósferas de los cuerpos celestes. Allí la materia por m³ es de una pequeña densidad y existen regiones enormes entre las estrellas y entre las galaxias.

Las regiones más densas en materia normal se acumulan donde están las grandes concentraciones de materia oscura: ahora dicen que una red de filamentos de materia oscura se entrecruza en los puntos en que están situados los cúmulos de galaxias. El mapa, que llega a cubrir regiones tan lejanas que vemos tal como eran en los tiempos en que el Universo era la mitad de viejo, revela también que la materia oscura se va congregando progresivamente en múltiples núcleos, mientras se colapsa bajo la influencia de la gravedad.

Comparación de distribución de materia normal (izquierda) y materia oscura (derecha) en la misma zona del Universo estudiada. Foto: ESA. De las imágenes puede chocar el hecho de que, en la que dice referirse a la materia normal, se tiene la sensación de que es mucho más abundante que la que dicen ser la de la materia oscura, ¿no era al contrario?

La imagen del Universo que surgen de estos estudios es asombrosa. Las galaxias no están uniformemente diseminadas en el universo, pero tampoco están diseminadas aleatoriamente. Por el contrario, si hacemos un corte del universo, veremos que tiene el aspecto de la sección de una esponja. La materia sólida estará ordenada en una red interconectada, filamentosa, con grandes burbujas de vacío, esas regiones del espacio que contienen menos galaxias que el promedio e incluso ninguna galaxia; también conocido como vacío cósmico. Han sido detectados vacíos con menos de una décima de la densidad promedio del Universo en escalas de hasta 200 millones de años luz en exploraciones a gran escala.

Contamos con buenas herramientas para buscar aquello que nuestros ojos no ven, y, la tecnología, nos lleva a remotos confines del Cosmos, para contemplar objetos misteriosos que moran a mucha distancia de nosotros. Tanta distancia que nunca podremos estar allí.

Estas regiones de grandes vacíos, son a menudo (aunque no siempre) aproximadamente esféricas. El primer gran vacío en ser detectado fue el de Boötes en 1981; tiene un radio de unos 180 millones de años luz y su centro se encuentra aproximadamente a 500 millones de años luz de la Vía Láctea. La existencia de grandes vacíos no es sorprendente, dada la existencia de cúmulos y supercúmulos de galaxias a escalacas muy grandes.

En el estudio al que antes me referia… Lo que el Hubble vio en la zona del Universo estudiada. Foto: ESA.

Se utilizaron técnicas de lentes gravitacionales para realizar este mapa, que tiene una definición muy superior a la obtenida en proyectos previos y llegando a hacer apreciable la estructura de filamentos de materia oscura.

Un equipo separado de COSMOS presentó también imágenes de grandes estructuras galácticas en las mismas áreas que la materia oscura. Las galaxias aparecen en luz visible gracias a observaciones del “Hubble” y el “Subaru”. El gas caliente en los cúmulos más masivos, en rayos X se captó mediante el XMM-Newton. La imagen de las galaxias lejanas según los datos de rayos X coincide con las descubiertas mediante amplificación de las lentes gravitacionales (Fuente: Noticias de ESA, 7 de enero de 2007).

Claro que, cualquier intento de explicar la estructura del Universo debe confrontarse con esta nueva versión del modo en que estáordenada la materia (también la llamada oscura si finalmente se puede comprobar que está ahí) y, tenemos la obligación y la necesidad de preguntar ¿Cómo llegó a ser así?

El cúmulo de galaxias de Virgo que reune y distribuye galaxias en una escala mayor de 30 millones de años luz. Las galaxias tienden a agruparse en cúmulos y supercúmulos de diferentes tamaños. También se encuentran en ocasiones en extensas cadenas denominadas filamentos., o en estructuras aplanadas como la Gran Muralla. En contraste con estas regiones existen vastas regiones en las que las galaxias son escasas y que son, los grandes vacíos a los que antes hicimos mención. Si el principio cosmólógico es correcto, los astrónomos deberían alcanzar una escala en la que el Universo se hiciera aproximadamente homogéneo.

Claro que, al día de hoy, nadie ha sido capaz de explicar la razón de esas grandes cúmulos y el contraste de esos inmensos espacios vacíos y ello implica acontecimientos que debieron tener lugar en la historia del universo que nos son totalmente desconocidos. En esencia, podemos suponer que las galaxias se formaron primero y fueron luego eliminadas de ciertas regiones o desplazadas, dejando atrás las burbujas de vacío, y, la segunda cosa que podíamos suponer es que las galaxias sde formaron en los bordes de esos grandes vacíos, donde las vemos actualmente.

Claro que, a todo esto, persiste la duda y el misterio de la existencia o no de la Materia Oscura. Nadie sabe lo que es, cómo  llegó aquí, la forma que adopta, de qué está compuesta, no emite radiaciones, y sólo se deja detectar por la fuerza de Gravedad que transmite o genera.

            La materia oscura se distribuye alrededor de las galaxias en forma de halos de formas irregulares y a menudo alargadas / Subaru

                          La Revista Nature también ha publicado su Mapa de materia oscura que podemos ver alrededor de las galaxias.

Aquí podemos contemplar la Imagen compuesta del cúmulo de galaxias CLoo24+17  tomada por el Telescopio Espacial Hubble,  muestra la creación de un efecto de lente gravitacional producto, en gran parte, de la interacción gravitatoria con la materia oscura. Esta imagen del Telescopio Espacial Hubble muestra un fantasmal compuesto “anillo” de materia oscura.

La idea de que hay materia oscura que no podemos ver, pero, no obstante, puede afectar a lo que se ve, no es fácil de aceptar. Para acostumbrarnos a la idea de que podría ser así, podríamos observar e investigar de manera más profunda, nuestro entorno y nuestra propia Galaxia.

Claro que no podemos ver nuestra Galaxia desde el exterior, pero podemos ver bastantes otras galaxias para tener una idea bastante buena de la estructura de la Vía Láctea. Más de la mitad de las galaxias del Universo tienen la misma forma general, con un núcleo central brillante y dos (ocasionalemte más) brazos espirales. Los brazos espirales son ciertamente los aspectos más sorprendentes de las galaxias, y, particularmente creo que, sin ellos, no sería posible la vida en el Universo, toda vez que, según nmis cálculos, en los brazos espirales se encuentran las regiones más tranquilas y que son las únicas (dentro del Universo) que posibilitan una cierta tranquilidad de sucesos violentos durantes millones de años, tiempo más que suficiente para que surjan y se establezcan Civilizaciones inteligentes.

Tenemos la suerte de que el Sol esté situado en el borde interior del Brazo de Orión, es decir, hacia el Centro Galáctico, a unos 30 000 a.l. del núcleo de la Galaxia, con lo cual, gozamos de un lugar placentero si lo comparamos con otros como el de la imagen de arriba, por ejemplo. El púlsar que ahí vemos, con su poder electromagnético, seguramente nos podría aniquilar.

En esta imagen, la supuesta materia oscura (azul) se ha separado de la materia luminosa (rojo) en el Cúmulo de Bala. Imagen cortesia de Chandra X-ray Observatory. Claro que, lo que falta es saber si, efectivamente, eso azul es verdaderamente materia oscura. Sí abunda en una proporción tan grande en comparación con la materia hadrónica, ¿Por qué en todas las imágenes que nos presentan resulta ser menos en proporción que aquella?

Es una lástima que no podamos conocer, al completo, a nuestra propia Galaxia, la Víam Láctea, y, sólo partcialmente podemos ver algunas de sus regiones. Eso, por una parte, nos habla de su grandiosidad (100 000 años luz de diámetro) y, por otra, nos deja claro que no hemos alcanzado -todavía- gran cosa. Sabemos que al girar la Galaxia, arrastra a nuestro Sol y todos sus planetas y somos transportados alrededor del Centro Galáctico a una velocidad de 250 kilómetros por segundo, es decir, a 900.000 Km por hora. ¡Alucinante!

Nuestra pequeñez ante el Universo es patente, nos queda mucho por aprender y saber de él, y, por otra parte, nuestra grnadeza no deja lugar a ninguna duda, el simple hecho de tener consciencia de que el Universo existe, nos hace importantes, y, además, formamos parte de él.

Ahora se está empleando el radiotelescopio gigante GBT para escudriñar una rica nube molecular de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Esperan descubrir moléculas complejas nunca antes detectadas en el espacio interestelar, que puedan ser precursoras de la vida.

Nube molecular iluminada por las estrellas de gran masa cercanas. Las estrellas jóvenes con alta temperatura superficial son fuentes intensas de radiación UV. El hidrógeno sometido a este campo de radiación es ionizado por fotones con energías superiores a 13,6 eV (1eV = 1,60199 10-12 erg/molécula). El gas ionizado presenta emisión intensa en el óptico formando nebulosas.

Nubes como esa de arriba (que forma la imagen de un caracol sacando los cuernos al Sol) contienen la materia primigenia para la formación de nuevas estrellas y planetas. Los científicos saben que, mediante complejos procesos químicos, se forman moléculas prebióticas en tales nubes, mucho antes de que las estrellas y los planetas se formen. Por eso, es factible que algunas de estas moléculas interestelares acaben alcanzando la superficie de planetas jóvenes, antes de que en éstos se desarrollen de manera autóctona moléculas de esa clase. Esta adquisición prematura de riqueza química gracias a materiales caídos del espacio, pudo haberse dado en la Tierra primitiva. Tal adquisición haría que en el planeta afortunado fuese más propicio o por lo menos más temprano el desarrollo de la química de la vida. Por primera vez, los científicos cuentan con la posibilidad de realizar una exhaustiva y metódica búsqueda de sustancias químicas en las nubes interestelares.

emilio silvera

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