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15/12/06 - DJ:

Nueva técnica podría revelar la materia oscura


La materia oscura es invisible a todos nuestros instrumentos, pero no significa que no exista. Una nueva técnica está desarrollándose en el Instituto de Astrofísica Max Planck que podría revelar la materia oscura.
Vía UniverseToday

Un radiotelescopio suficientemente grande sería capaz de mapear la radiación del hidrógeno pregaláctico -formado justo después del Big Bang y visible en todas direcciones. Cualquier intervención de materia oscura distorsionará esta radiación, revelando su presencia y cantidad.

Desde Einstein (y el famoso experimento del eclipse de 1919) sabemos que la luz es desviada por la gravedad de los cuerpos. La fuerza de la distorsión puede ser usada para medir la fuerza de la gravedad de los objetos de fondo y calcular su masa. Si las medidas de distorsión se obtuvieran de un gran número de galaxias distantes se podrían combinar para hacer un mapa de masas del fondo.

Esta técnica ya ha producido medidas precisas de la masa típica asociada a fondos de galaxias, así como mapas de masa de cúmulos galácticos. Sin embargo tiene algunas limitaciones. Inclusive un gran telescopio en el espacio puede ver sólo un limitado número de fondos galácticos, un máximo de 10.000 en cada parte del cielo del tamaño de la Luna llena. Medidas de cerca de 200 galaxias deben ser promediadas juntas para obtener la señal de distorsión, por lo que el área más pequeña de la que se puede obtener la masa es de cerca de 0.2% del tamaño de la Luna llena. Las imágenes resultantes son inaceptablemente borrosas y demasiado granosas para muchos propósitos.

400.000 años después del Big Bang, el Universo se enfrió lo suficiente para que la materia ordinaria se vuelva en un gas difuso de hidrógeno y helio. Unos pocos cientos de millones de años después se formaron las galaxias y primeras estrellas. Su luz ultravioleta calentaron el gas nuevamente. Durante este recalentamiento y por un extenso período de tiempo, el difuso hidrógeno fue más caliente o frío que la radiación dejada por el Big Bang. Como resultado debió haber absorbido o emitido ondas de radio de 21cm. La expansión del Universo causó que la radiación se volviera visible hoy a longitudes de onda de 2 a 20 metros, y un número de radiotelescopios de baja frecuencia está actualmente siendo construidos para realizar esta búsqueda. Uno de los mayores avances es el Low Frequency Array (LOFAR) en los Países Bajos, un proyecto en el cual el Instituto Max Planck está planeando tener un rol significativo, junto con varias instituciones alemanas.

El hidrógeno pregaláctico tiene estructuras de todos los tamaños que son las precursoras de las galaxias y hay hasta 1000 de estas estructuras a diferentes distancias a lo largo de cada línea de visión. Un radio telescopio puede separarlas porque estructuras a diferentes distancias dan señales a distintas longitudes de onda observadas. La distorsión gravitacional de estas estructuras podría permitir a radio telescopios a producir imágenes de alta resolución de la distribución de la masa cósmica. Un objeto similar en masa a nuestra Vía Láctea podría ser detectado hasta cuando el Universo tenía sólo el 5% de la edad actual. Semejantes imágenes de alta resolución requieren un telescopio extremadamente grande. Sin embargo, con esta técnica no es necesario esperar a la construcción de un gigante así. Mapas de masa de una gran fracción del cielo hechos con un instrumento como el SKA podría medir las propiedades de la energía oscura con mayor precisión que los métodos sugeridos hasta el momento.

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