Materia oscura entre las nubes
Materia oscura entre las nubes Cyrille Doux et al.

ASTROFÍSICA

Materia oscura entre las nubes

Un equipo de investigadores descubre que los efectos de lente gravitacional son una aproximación muy buena a la presencia de materia oscura. El hallazgo puede poner de relieve la influencia de la materia oscura en la distribución de la materia visible.

Es un mantra muy repetido que una correlación no implica causalidad. Sin embargo, hay correlaciones que merecen ser investigadas en busca de causalidades, sobre todo cuando no tenemos prácticamente ni idea de ante qué estamos: es el caso de la materia oscura. 

No todas las frecuencias de la luz que emite un cuásar, esas regiones compactas alrededor de los agujeros negros supermasivos que emiten cantidades ingentes de radiación, llegan a la Tierra. Sobre todo si el cuásar se encuentra muy alejado. Y es que la luz se va viendo despojada de las frecuencias que corresponden a las que el hidrógeno es capaz de absorber cuando atraviesa las nubes intergalácticas ricas en este elemento. Esto se traduce en lo que se llama un “bosque” (el bosque Lyman-alfa) de líneas oscuras dentro del espectro de todas las frecuencias de luz posibles. Las mediciones de las características de este bosque pueden servir para poner de manifiesto las características de las nubes que ha atravesado la luz y, con esta información, comprobar la validez de los distintos modelos cosmológicos. 

Ahora, un grupo de investigadores encabezado por Cyrille Doux, de la Universidad París – Diderot ha demostrado que puede obtener nueva información astrofísica correlacionando las líneas Lyman-alpha con los efectos de lente gravitatoria en el fondo cósmico de microondas. Y esta correlación lo que podría poner de manifiesto es una relación entre las nubes intergalácticas de gas y la materia oscura.

Tanto el espectro Lyman-alfa como los efectos de lente gravitacional en el fondo cósmico de microondas dependen de la densidad de materia que existe en la línea de visión del observador. Si bien las señales Lyman-alfa pueden relacionarse fácilmente con la densidad de átomos de hidrógeno, los efectos de lente gravitacional son una aproximación muy buena a la presencia de materia oscura, cuyo único efecto conocido es el gravitatorio.

Los investigadores han empleado los datos del fondo cósmico de microondas recopilados por el satélite Planck y los espectros de cuásares recogidos en el Sloan Digital Sky Survey y comprobado que existe una correlación entre los dos conjuntos de datos. En concreto, han encontrado direcciones en las que las que la densidad de materia oscura es alta y en las que las fluctuaciones de las señales Lyman-alfa son también mayores que el promedio.

La detección de esta correlación tiene dos implicaciones fundamentales. La primera es que ayudará a los investigadores a caracterizar los efectos de los procesos astrofísicos en las fluctuaciones del bosque Lyman-alfa. Y la segunda es que puede poner de relieve la influencia de la materia oscura en la distribución de la materia visible (bariónica) en el espacio intergaláctico: un dato que puede ser precioso para afinar los modelos cosmológicos.

Referencia: Cyrille Doux et al. (2016) First detection of cosmic microwave background lensing and Lyman-α forest bispectrum Phys Rev. D doi: 10.1103/PhysRevD.94.103506


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