El universo está formado por aproximadamente un 27% de materia oscura y el resto consiste en gran parte en la igualmente misteriosa energía oscura
Unos cosmólogos han hecho zoom en las más pequeñas acumulaciones de materia oscura de un universo virtual, lo cual podría ayudarnos a encontrarla en el espacio real.
El equipo internacional de investigadores, incluyendo varios de la Universidad de Durham, Reino Unido, utilizó supercomputadoras en Europa y China para centrarse en una región típica de un universo generado por computadora.
El zoom que lograron es el equivalente a poder ver una pulga en la superficie de la Luna. Esto les permitió obtener imágenes detalladas y análisis de cientos de acumulaciones de materia oscura virtual (o halos), desde las más grandes a las más pequeñas.
Las partículas de materia oscura pueden colisionar con las antipartículas de materia oscura cerca del centro de los halos donde, según algunas teorías, se convierten en un estallido de radiación energética de rayos gamma.
Sus resultados, publicados en la prestigiosa revista Nature, podrían significar que estos pequeños halos podrían ser identificados en futuras observaciones por la radiación que se cree que emiten.
El coautor, Carlos Frenk, profesor de Física Fundamental en el Instituto de Cosmología Computacional, en la Universidad de Durham, Reino Unido, dijo: "Al acercarnos a estos relativamente diminutos halos de materia oscura podemos calcular la cantidad de radiación que se espera que provenga de halos de diferente tamaño. La mayor parte de esta radiación sería emitida por halos de materia oscura demasiado pequeños para contener estrellas y los futuros observatorios de rayos gamma podrían ser capaces de detectar estas emisiones, haciendo estos pequeños objetos individual o colectivamente 'visibles'. Esto confirmaría la hipotética naturaleza de la materia oscura, que podría no ser totalmente oscura después de todo".
La mayor parte de la materia del universo es oscura (aparte de la radiación gamma que emite en circunstancias excepcionales) y de naturaleza completamente diferente a la materia que compone las estrellas, los planetas y las personas.
El universo está formado por aproximadamente un 27% de materia oscura y el resto consiste en gran parte en la igualmente misteriosa energía oscura. La materia normal, como los planetas y las estrellas, constituye un relativamente pequeño 5% del universo.
Las galaxias se formaron y crecieron cuando el gas se enfrió y condensó en el centro de enormes aglomeraciones de esta materia oscura, los llamados halos de materia oscura.
Los astrónomos pueden inferir la estructura de los grandes halos de materia oscura a partir de las propiedades de las galaxias y del gas que hay en ellas.
Los mayores halos contienen enormes colecciones de cientos de galaxias brillantes, llamadas cúmulos de galaxias, que pesan 1.000 billones de veces más que nuestro Sol.
Sin embargo, los científicos no tienen información directa sobre los halos de materia oscura que son demasiado pequeños para contener una galaxia. Estos solo pueden ser estudiados simulando la evolución del Universo en una gran supercomputadora.
Se cree que los más pequeños tienen la misma masa que la Tierra, según las actuales teorías científicas populares sobre la materia oscura que subyacen a la nueva investigación.
Las simulaciones se llevaron a cabo utilizando la supercomputadora Cosmology Machine, que forma parte de las instalaciones de computación de alto rendimiento del DiRAC en Durham, financiadas por el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas (STFC), y las computadoras de la Academia China de Ciencias.
Al acercarse al universo virtual con tal detalle microscópico, los investigadores pudieron estudiar la estructura de los halos de la materia oscura que van en cuanto a masa desde la de la Tierra hasta la de un gran cúmulo de galaxias.
Sorprendentemente, encontraron que los halos de todos los tamaños tienen una estructura interna muy similar y son extremadamente densos en el centro, cada vez más extendidos, con aglomeraciones más pequeñas orbitando en sus regiones externas.
Los investigadores dijeron que sin una escala de medida era casi imposible distinguir una imagen de un halo de materia oscura de una galaxia masiva de una de un halo con una masa de una fracción de la del Sol.
El coautor, el profesor Simon White, del Instituto Max Planck de Astrofísica, Alemania, dijo: "Esperamos que los pequeños halos de materia oscura sean extremadamente numerosos, conteniendo una fracción sustancial de toda la materia oscura del universo, pero permanecerían mayormente oscuros a lo largo de la historia cósmica porque las estrellas y las galaxias crecen solo en halos con una masa más de un millón de veces mayor que la del Sol. Nuestra investigación arroja luz sobre estos pequeños halos mientras buscamos aprender más sobre lo que es la materia oscura y el papel que juega en la evolución del universo".
