El telescopio espacial Hubble acaba de convertir una alineación cósmica extraordinaria en una herramienta para la próxima gran etapa de la astronomía: medir la materia oscura con el futuro telescopio Nancy Grace Roman.
La NASA publicó este 22 de octubre una nueva observación en la que una galaxia elíptica situada a unos 4.500 millones de años luz actúa como una gigantesca lente gravitacional. Su gravedad curva el espacio-tiempo y deforma la luz de otra galaxia mucho más distante, localizada a unos 8.000 millones de años luz.
Una lupa fabricada por la gravedad
El fenómeno se conoce como lente gravitacional. Cuando una galaxia masiva queda alineada casi perfectamente entre la Tierra y otro objeto mucho más lejano, su campo gravitatorio desvía y amplifica la luz procedente del fondo.
En la imagen obtenida por Hubble, la galaxia distante aparece duplicada en forma de dos arcos: uno grande y claramente visible y otro más pequeño e invertido al lado opuesto de la galaxia que funciona como lente. Los astrónomos denominan a esta configuración un par arco-contraarco.
La distorsión no es solamente una curiosidad visual. Su intensidad permite calcular cuánta masa contiene la galaxia situada en primer plano.
La materia que no podemos ver
Ahí aparece uno de los grandes enigmas de la cosmología. La cantidad de materia visible de una galaxia no basta para explicar toda la deformación gravitatoria observada. La diferencia permite a los científicos estimar cuánto material invisible —materia oscura— debe estar presente.
La materia oscura no emite ni refleja luz, pero sus efectos gravitatorios pueden medirse. Se considera que constituye la mayor parte de la materia del universo y entender cómo está distribuida es esencial para reconstruir la formación de galaxias y estructuras cósmicas.
Hubble prepara el terreno para Roman
La nueva observación forma parte de una colección de lentes gravitacionales que Hubble está estudiando para preparar el trabajo científico del telescopio espacial Nancy Grace Roman.
Hubble puede obtener imágenes extremadamente detalladas de objetos individuales, pero su campo de visión es relativamente pequeño. Roman observará áreas mucho mayores del cielo principalmente en infrarrojo, lo que permitirá localizar y estudiar una población de lentes gravitacionales muy superior.
Los investigadores están utilizando las imágenes precisas de Hubble para construir modelos informáticos capaces de reconocer y medir las distorsiones producidas por materia oscura. Esos modelos podrán aplicarse posteriormente a las grandes panorámicas de Roman.
Una galaxia de hace 8.000 millones de años
La luz de la galaxia que actúa como lente comenzó su viaje hacia nosotros cuando el sistema solar apenas estaba formándose. La galaxia del fondo está todavía más lejos: la vemos como era hace aproximadamente 8.000 millones de años.
Entre ambas, la gravedad convierte el universo en su propio telescopio. Hubble registra ahora esas deformaciones con enorme precisión; Roman podrá encontrarlas a una escala mucho mayor.
La combinación promete algo que ningún observatorio podría conseguir por sí solo: utilizar miles de lentes naturales repartidas por el cosmos para dibujar un mapa cada vez más preciso de una sustancia que nadie ha visto directamente. La materia oscura continúa invisible, pero su huella gravitatoria es cada vez más difícil de esconder.
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