Nuevas restricciones cosmológicas sobre la materia oscura        

Por: National Institutes of Natural Sciences.

07 de septiembre de 2023.

Fluctuaciones de materia oscura en el sistema de lentes MG J0414+0534. El color azul blanquecino representa las imágenes obtenidas con lentes gravitacionales observadas por ALMA. La distribución calculada de materia oscura se muestra en naranja. Crédito de la imagen: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO), KT Inoue et al.

Una nueva investigación, publicada en The Astrophysical Journal, ha revelado la distribución de la materia oscura con un detalle nunca antes visto, hasta una escala de 30.000 años luz. Las fluctuaciones de distribución observadas proporcionan mejores restricciones sobre la naturaleza de la materia oscura. La misteriosa materia oscura representa la mayor parte de la materia del universo. La materia oscura es invisible y se da a conocer sólo a través de sus efectos gravitacionales. La materia oscura nunca ha sido aislada en un laboratorio, por lo que los investigadores deben recurrir a "experimentos naturales" para estudiarla.

Un tipo de experimento natural es una lente gravitacional. A veces, por casualidad, dos objetos a diferentes distancias en el universo se encuentran en la misma línea de visión cuando se ven desde la Tierra. Cuando esto sucede, la curvatura espacial causada por la materia alrededor del objeto en primer plano actúa como una lente, desviando el camino de la luz desde el objeto en segundo plano y creando una imagen lente. Sin embargo, es difícil alcanzar la alta resolución necesaria para detectar acumulaciones de materia oscura que sean menos masivas que las galaxias en experimentos naturales, por lo que la naturaleza exacta de la materia oscura no ha sido suficientemente limitada.

Un equipo de investigadores japoneses dirigido por el profesor Kaiki Taro Inoue de la Universidad de Kindai utilizó ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para estudiar el sistema de lentes gravitacionales conocido como MG J0414+0534 en la dirección de la constelación de Tauro. En este sistema, el objeto en primer plano forma no una, sino cuatro imágenes del objeto en segundo plano, debido a la fuerza gravitacional de una galaxia masiva que actúa sobre la luz.

Con la ayuda del efecto de flexión y su nuevo método de análisis de datos, el equipo pudo detectar fluctuaciones en la distribución de la materia oscura a lo largo de la línea de visión con una resolución más alta que nunca, hasta una escala de 30.000 años luz. Las nuevas limitaciones proporcionadas por la distribución observada son consistentes con los modelos para partículas de materia oscura "frías" o de movimiento lento y de cara al futuro, el equipo planea limitar aún más la naturaleza de la materia oscura con observaciones adicionales.

Fuente:

https://phys.org/news/2023-09-cosmological-constraints-nature-dark.html