Pulsos intergalácticos resuelven el misterio de la materia perdida del universo

Los científicos han pasado tres décadas tratando de localizar la mitad de toda la materia “normal” que se supone que existe en el universo.

Un nuevo artículo afirma haber encontrado finalmente estas cosas faltantes, en un descubrimiento hecho posible midiendo ráfagas de radio rápidas entrantes.

“Sabemos por las mediciones del Big Bang cuánta materia había en el comienzo del Universo“, explicó Jean-Pierre Macquart, astrofísico de la Universidad de Curtin y autor principal del nuevo artículo de Nature, en un comunicado de prensa.

“Pero cuando miramos el Universo actual, no hemos podido encontrar la mitad de lo que debería estar allí. Ha sido un poco embarazoso“.

Al faltar materia, Macquart se refiere a la materia bariónica, el tipo de materia que podemos tocar y ver, en oposición a la materia oscura, que es otra historia completamente diferente.

La materia bariónica, compuesta de neutrones y protones, constituye todo lo que podemos detectar a nuestro alrededor, desde planetas, personas y osos polares hasta nubes y iPhones.

Las predicciones teóricas sugieren que la materia bariónica representa entre el 4 y el 5 por ciento de todas las cosas en el universo, sin embargo, los científicos solo pudieron explicar alrededor de la mitad de esto, en una anomalía contable de proporciones cósmicas.

El nuevo documento afirma haber resuelto este misterio, encontrando la materia faltante en las profundidades del espacio intergaláctico, en densidades insignificantes.

“El espacio intergaláctico es muy disperso“, dijo Macquart.

“La materia faltante era equivalente a solo uno o dos átomos en una habitación del tamaño de una oficina promedio.

Así que fue muy difícil detectar este asunto utilizando técnicas y telescopios tradicionales“.

Que la materia faltante se haya encontrado flotando en la inmensidad del medio intergaláctico no es una gran sorpresa, pero los científicos no habían podido detectarla y medirla antes.

Los astrofísicos ahora pueden respirar aliviados, ya que el nuevo “censo de bariones”, como lo expresaron los autores, es consistente con los modelos teóricos.

La clave del descubrimiento es un extraño fenómeno celestial conocido como ráfagas rápidas de radio (FRB).

Descubiertas por primera vez en 2007, las FRB son potentes pero breves destellos de energía procedentes de galaxias muy, muy lejanas.

Los científicos aún no están seguros de qué causa las FRB, ni pueden predecir cuándo o dónde ocurrirán, ya que estos pulsos aparecen aparentemente al azar y duran solo unos pocos milisegundos.

Puede que no comprendamos completamente las FRB, pero son muy reales.

Es importante destacar que, y en un desarrollo que hizo posible el nuevo descubrimiento, los científicos ahora pueden determinar el origen galáctico de las FRB con una precisión tremenda, lo que les permite determinar la distancia que viajan estos pulsos desde su punto de origen a la Tierra.

La herramienta que hace esto posible es el  Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) de CSIRO, un radiotelescopio ubicado a 800 km al norte de Perth.

Equipados con esta capacidad, Macquart y sus colegas analizaron varias FRB para determinar cuánto empuje recibieron estos pulsos en su camino a la Tierra.

La distribución de la materia bariónica en el espacio intergaláctico puede ser escasa, pero cuando viajas durante millones de años luz, seguramente encontrarás un extraño electrón libre: una pistola humeante por la presencia de materia bariónica.

Como se señaló en un comunicado de prensa de ICRAR, “cuando se viaja a través del espacio completamente vacío, todas las longitudes de onda del FRB viajan a la misma velocidad, pero cuando se viaja a través de la materia faltante, algunas longitudes de onda se reducen“.

Este método “determina la densidad de la columna de electrones a lo largo de cada línea de visión y explica cada barión ionizado“, anotaron los autores en el estudio.

La densidad medida coincidía estrechamente con las estimaciones preexistentes de cuánta materia debería existir en el universo.

Increíblemente, solo se necesitaban seis FRB para estimar el contenido bariónico en todo el universo.

“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 Macquart.

“Ahora hemos podido medir las distancias de suficientes FRBs para determinar la densidad del universo”.

Un artículo similar de 2018, en el que los investigadores estudiaron la luz primordial del universo primitivo, también afirmó haber explicado la materia faltante.

Al igual que el nuevo estudio, este documento señaló que el medio intergaláctico es el escondite de la materia regular.

En declaraciones a CNN, la astrónoma Mariya Lyubenova del Observatorio Europeo Austral dijo que un segundo observatorio, el Very Large Telescope en Chile, fue clave para el nuevo hallazgo.

“La medición requirió la sinergia de dos tipos muy diferentes de telescopios para llegar a una conclusión firme“, dijo a CNN Lyubenova, que no participó en el nuevo estudio.

“La distribución de la materia ordinaria en el universo es importante, porque determina el marco en el que se forman las galaxias, las estrellas y, en última instancia, los planetas“.

Como siempre, será bueno ver a un equipo independiente replicar estos resultados, pero ciertamente parece que nos estamos acercando a la verdad.

Fuente: Gizmodo