Creen un mapa de la matèria fosca de l’univers amb una resolució inèdita

Un equip internacional ha elaborat el mapa de major resolució fins ara de la matèria fosca, que revela com ha influït en el creixement de les galàxies durant els últims 10.000 milions d'anys.

El nou mapa es converteix en un punt de referència per estudiar la naturalesa de la matèria fosca i els models d'entorns galàctics

L'estudi és liderat per la Universitat de Durham (Regne Unit), el Laboratori de Propulsió a Xorro (JPL) de la NASA (EE. UU.) i l'Escola Politècnica Federal de Lausana (EPFL) a Suïssa. Els detalls de la investigació es publiquen a la revista Nature Astronomy.

El mapa té més del doble de resolució que el seu predecessor i s'enrasta a períodes més primitius de l'evolució de l'univers. Això el converteix en un punt de referència per estudiar la naturalesa de la matèria fosca i els models d'entorns galàctics.

«Hem entrat en una nova era en el cartografiat de la matèria fosca en aconseguir una resolució sense precedent», diu a SINC Diana Scognamiglio, investigadora del JPL i autora principal de la investigació. «Aquest mapa revela la xarxa cósmica amb molt més detall que mai i detecta nous cúmuls de galàxies que no es veien en els mapes previs.»

El 85 % de la matèria

La matèria fosca, que representa al voltant del 85 % de la matèria de l'univers, és difícil de detectar perquè no emet ni absorbeix llum i, per tant, és invisible per als telescopis convencionals.

Quan es va originar l'univers, la matèria fosca i la matèria ordinària probablement estaven distribuïdes de forma dispersa. La hipòtesi actual és que la matèria fosca s'acumulà primer i després atragué la matèria ordinària, i es van crear regions on van començar a formar-se estrelles i galàxies. D'aquesta manera, la matèria fosca va determinar la distribució a gran escala de les galàxies que veiem avui en dia a l'univers.

Richard Massey, de l'Institut de Cosmologia Computacional de la Universitat de Durham i coautor de la investigació, explica que «allà on sigui la matèria ordinària a l'univers actual, també hi és la matèria fosca». «Milers de milions de partícules de matèria fosca travessen el nostre cos cada segon. No ens fan cap mal, no ens perceben i simplement segueixen el seu camí», diu a SINC.

Tota la nuvol de matèria fosca que gira al voltant de la Via Làctia té prou gravetat com per mantenir unida tota la nostra galàxia. Si no hi hagués matèria fosca, la Via Làctia es desintegraria

En provocar que la formació de galàxies i estrelles començara abans del que hauria estat, la matèria fosca també va exercir un paper en la creació de les condicions perquè finalment s'escolliren els planetes. Sense ella, és possible que no tinguérem els elements a la nostra galàxia que van permetre l'aparició de la vida.

«Tota la nuvol de matèria fosca que gira al voltant de la Via Làctia té prou gravetat com per mantenir unida tota la nostra galàxia. Sense la matèria fosca, la Via Làctia es desintegraria», apunta Massey.

Rastrejar desviacions de llum

Encara que la matèria fosca no absorbeix ni emet llum, la seva gravetat afecta les trajectòries de la llum procedent de galàxies llunyanes. Per això, l'equip va utilitzar imatges del telescopi espacial James Webb i va mesurar lleugeres distorsions en les formes d'uns 250.000 galàxies per rastrejar com s'es distribueix la massa intermèdia, independentment de la seva naturalesa.

La reconstrucció és una secció del cel aproximadament 2,5 vegades més gran que la Lluna plena, a la constel·lació de Sextans

És a dir, buscar matèria fosca observant com la seva massa curva l'espai mateix, cosa que al seu torn desvia la llum que viatja cap a la Terra des de galàxies llunyanes, com si la llum d'aquestes galàxies hagués travessat un cristall deformant.

El mapa resultant és una secció del cel aproximadament 2,5 vegades més gran que la Lluna plena, a la constel·lació de Sextans. Conté aproximadament deu vegades més galàxies que els mapes de la zona realitzats per observatoris terrestres i el doble que el que va realitzar el telescopi espacial Hubble.

Aquesta cartografia posa al descobert cúmuls galàctics massius, a més d'una xarxa de ponts filamentos foscos —filaments de matèria fosca que sustenten gas i galàxies i conformen l'esquelet de l'univers—, juntament amb grups de galàxies de baixa massa que, d'una altra manera, serien massa dèbils o llunyanes per detectar-se amb telescopis convencionals.

Relació entre matèria fosca i ordinària

El nou mapa demostra que la relació entre la matèria fosca, les galàxies i el gas calent que veiem a l'univers proper ja existia quan les galàxies s'estaven formant amb més activitat.

«Així, mostrem que la matèria fosca i la matèria ordinària tracen les mateixes estructures a gran escala, fins i tot en èpoques còsmiques més primerenques, cosa que confirma una predicció clau del nostre model cosmològic actual», afirma Scognamiglio, autora principal.

«Aquest resultat mostra que hi ha més matèria fosca que tots els àtoms de tots els planetes, estrelles i galàxies que existeixen. Però quan s'explora qualsevol nova frontera, el primer pas és traçar un mapa. En el nostre mapa, hem trobat regions interessants de l'univers que mereixeran la pena explorar», afirma Massey.

Quan s'explora qualsevol nova frontera, el primer pas és traçar un mapa. En el nostre mapa, hem trobat regions interessants de l'univers que mereixeran la pena explorar

A més, Scognamiglio subratlla que el nou estudi proporciona una referència d'alta resolució per interpretar estudis futurs molt més ampliats i permet realitzar comparacions detallades entre observacions i simulacions cosmològiques.

«L'àrea que hem cobert és relativament petita, però és una limitació temporal!» exclama la investigadora. «Les missions actuals i futures, com Euclid de l'ESA i el telescopi espacial Nancy Grace Roman de la NASA, crearan mapes similars sobre àrees molt més grans del cel. Aquest és l'objectiu», conclou.

Referència:

Diana Scognamiglio et al. Un mapa d'ultra alta resolució de la matèria (fosca). Nature Astronomy (2026).

María G. Dionis
via zAgència Sinc