Los científicos rastrearon las huellas ocultas de la materia oscura para revelar una etapa fugaz y luminosa en el crecimiento de la galaxia.
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Fecha:19 de septiembre de 2025
Fuente:Universidad Rutgers
Resumen:Científicos de Rutgers y sus colaboradores han rastreado el andamiaje invisible de materia oscura del universo utilizando más de 100.000 galaxias emisoras de energía Lyman-alfa. Al estudiar cómo estas galaxias se agruparon a lo largo de tres eras poco después del Big Bang, mapearon las concentraciones de materia oscura, descubriendo huellas cósmicas que revelan cómo crecen y evolucionan las galaxias.Compartir:
HISTORIA COMPLETA
Al analizar la agrupación de galaxias Lyman-alfa, los investigadores descubrieron las huellas de materia oscura que moldearon el universo primitivo. Crédito: AI/ScienceDaily.com
Un equipo de científicos dirigido por Rutgers ha descubierto evidencia de cómo se expanden las galaxias al rastrear el andamiaje invisible del universo creado por una misteriosa sustancia conocida como materia oscura.
En un estudio publicado recientemente en Astrophysical Journal Letters , investigadores utilizaron las muestras más grandes jamás obtenidas de galaxias especiales, llamadas emisores Lyman-alfa, para estudiar cómo se agruparon las galaxias a lo largo de miles de millones de años. De esta forma, obtuvieron una mejor comprensión de cómo se relacionan las galaxias con la materia oscura circundante y cómo evolucionan con el tiempo.
"El análisis de estas huellas nos permite comprender la masa de materia oscura que rodea las galaxias", afirmó Eric Gawiser, profesor distinguido del Departamento de Física y Astronomía de la Facultad de Artes y Ciencias 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 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, es invisible, pero constituye la mayor parte de la materia del universo, según los científicos. Saben que existe porque su gravedad afecta el movimiento de las galaxias y la disposición de estos vastos sistemas cósmicos en el espacio.
El estudio, dirigido por la estudiante de doctorado de Rutgers Dani Herrera, utilizó datos del estudio ODIN (One-hundred-square-degree DECam Imaging in Narrowbands), que es un gran proyecto astronómico diseñado para analizar más de 100.000 galaxias emisoras de energía Lyman-alfa.
Los investigadores se centraron en datos obtenidos de una región del cielo conocida como el Campo Profundo del Estudio de la Evolución Cósmica (COSMOS), en uno de los estudios de cielo profundo más grandes jamás realizados. Observando el espacio profundo y el pasado distante, observaron tres períodos: 2.800 millones, 2.100 millones y 1.400 millones de años después del Big Bang. Durante estos períodos, las galaxias emisoras Lyman-alfa eran jóvenes y estaban en plena formación estelar, lo que las convertía en marcadores ideales para su estudio. Además, 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 la fusión y el crecimiento de las galaxias", dijo 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, afirmó 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.
"Utilizamos la aglomeración de estas galaxias para identificar dónde la materia oscura era más densa", dijo Gawiser. "Visualizar esto con un mapa de contorno, 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 estas galaxias 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 breve, brillando con luz Lyman-alfa durante decenas a cientos de millones de años.
Para descubrir estos resultados, los investigadores emplearon 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, añadieron.
"Aunque invisible a nuestros telescopios, la materia oscura moldea el universo a través de sus interacciones con la materia visible", dijo Gawiser. "Mientras algunos intentan comprender qué es, otros, como este equipo de investigación, intentan comprender dónde se encuentra y qué implica esto para la evolución del universo".
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Referencia de la revista :
Danisbel Herrera, Eric Gawiser, Barbara Benda, Nicole M. Firestone, Vandana Ramakrishnan, Byeongha Moon, Kyoung-Soo Lee, Changbom Park, Francisco Valdes, Yujin Yang, María Celeste Artale, Robin Ciardullo, Caryl Gronwall, Lucia Guaita, Ho Seong Hwang, Jacob Kennedy, Ankit Kumar, Ann Zabludoff. ODIN: Análisis de agrupamiento de 14 000 galaxias emisoras de Lyα en z = 2,4, 3,1 y 4,5 . The Astrophysical Journal Letters , 2025; 988 (2): L57 DOI: 10.3847/2041-8213/adec82
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