Desde su lanzamiento en 2021, el telescopio espacial James Webb ha estado revolucionando nuestra comprensión del universo. Este avance tecnológico ha permitido observar planetas gigantes con una claridad impresionante, identificar extraños objetos rojos que resultan ser agujeros negros, y captar la primera fotografía de dióxido de carbono fuera de nuestro sistema solar. Este lunes, el telescopio celebra un nuevo hito: la creación del mapa más detallado de materia oscura, una sustancia enigmática que representa el 85% de toda la materia del cosmos, aunque no emita luz. El estudio, publicado en Nature Astronomy, detalla no solo los conglomerados masivos de galaxias, sino también las delgadas tuberías de materia oscura que los interconectan y las vastas áreas vacías entre ellos.
Un logro científico sin precedentes
Un equipo internacional dirigido por Diana Scognamiglio, investigadora del JPL (Laboratorio de Propulsión a Chorro) de la NASA en Pasadena, EE.UU., empleó las observaciones del James Webb sobre el campo COSMOS, una zona del universo que ha sido objeto de estudio durante décadas. Este nuevo mapa duplica la precisión de los generados anteriormente con el telescopio Hubble.
La naturaleza de la materia oscura
La materia oscura es, sorprendentemente, la sustancia más abundante del universo, aunque es también la más misteriosa. Aproximadamente el 85% de la materia en el cosmos no emite ni absorbe luz y no interactúa con la radiación electromagnética, lo que la hace invisible a los telescopios convencionales. Los astrónomos solo pueden detectarla de manera indirecta a través del impacto gravitacional que ejerce sobre la materia visible, como estrellas, galaxias, gas y polvo.
El papel fundamental de la materia oscura
La materia oscura actúa como un andamiaje gravitacional invisible que sostiene la estructura del cosmos. Sin ella, las galaxias no podrían formarse, y el universo como lo conocemos sería radicalmente diferente. Aunque se ha investigado durante décadas, siguen siendo un misterio los componentes exactos de la materia oscura. Cartografiar su distribución, como ahora permite el James Webb, es fundamental para comprender el origen y la evolución del universo.
Técnicas innovadoras en la cartografía
La hazaña técnica descrita en el estudio es notable. El equipo logró medir las formas de 129 galaxias utilizando un fenómeno conocido como lentes gravitacionales débiles. Este fenómeno ocurre cuando la luz de galaxias distantes atraviesa la materia oscura intermedia, desviando ligeramente su trayectoria. Midiendo estas desviaciones, los científicos pueden elaborar mapas de la distribución de toda la materia, tanto visible como invisible.
Descubrimientos que abren nuevas puertas
“Lo que hace especial nuestro mapa es que detecta estructuras a mayores distancias cósmicas de lo que antes era posible”, explica Scognamiglio. El James Webb revela formas de galaxias más distantes y tenues, lo que permite acceder a periodos en los que el universo apenas contaba con 4.000 millones de años.
Este nuevo mapa no solo recupera 15 cúmulos de galaxias previamente conocidos, sino que también descubre estructuras novedosas, ofreciendo una ventana hacia un universo más joven. Durante lo que se conoce como “mediodía cósmico”, entre 3.000 y 5.000 millones de años, tuvo lugar la mayor formación estelar en la historia cósmica. Las estructuras detectadas en este periodo son, en muchos casos, sistemas en formación que aún no poseen suficiente gas caliente para brillar intensamente.
El esqueleto cósmico y nuevas herramientas de estudio
El mapa también ilustra lo que los cosmólogos denominan el “esqueleto cósmico”: filamentos delgados de materia oscura que conectan grandes cúmulos, formando una red tridimensional a través del espacio. Este hallazgo confirma las predicciones del modelo cosmológico actual (ΛCDM) y ofrece una herramienta poderosa para estudiar cómo la distribución de materia oscura ha influido en la formación de galaxias y la estructura a gran escala del cosmos.
Scognamiglio se encuentra ya trabajando en el siguiente paso: reconstrucciones tridimensionales que no solo muestren dónde están las estructuras, sino cuándo se formaron. “La verdadera revolución llegará cuando combinemos estos mapas de materia oscura con las historias detalladas de formación estelar en COSMOS”, afirma. “Podremos conectar cómo la materia oscura, el gas y las galaxias crecen conjuntamente durante el mediodía cósmico”.
Futuras exploraciones del cosmos
Mientras tanto, futuras misiones, como el telescopio Nancy Grace Roman de la NASA y la sonda Euclid de la Agencia Espacial Europea, aplicarán estas técnicas a volúmenes mucho más extensos del universo, cartografiando la telaraña cósmica a escalas sin precedentes.
