Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/115/14
México, D.F., 03 de abril de 2014

• Un proyecto internacional en el que participan investigadores mexicanos, estudia la posible naturaleza de la materia oscura y su papel en la formación y evolución de las galaxias

El doctor Vladimir Ávila, investigador del Instituto de Astronomía de la UNAM y miembro de la Academia Mexicana de Ciencias.
Foto: Arturo Orta/AMC.
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El doctor Vladimir Ávila Reese, cosmólogo e investigador del Instituto de Astronomía (IA), forma parte del equipo que desde el año pasado trabaja en el proyecto Sloan Digital Sky Survey (SDKS) en la fase IV, el cual se desarrolla en el observatorio Apache Point en Nuevo México. Sloan es un telescopio de dos metros y medio con la vocación de hacer mapas y catastros del cielo.

“El proyecto mapeará millones de galaxias, algunas tan lejanas que su luz proviene de cuando el Universo tenía la décima parte de su edad actual. También analizaremos 10 mil de las galaxias más cercanas a la Vía Láctea para disecarlas parte por parte y así estudiar su estructura y composición, medir cómo se mueven las estrellas y el gas, y hacer inferencias a detalle de qué papel juega la misteriosa materia oscura”, indicó el también integrante de la Academia Mexicana de Ciencias.

Una cuarta parte del Universo

En 1933 el astrofísico suizo Fritz Zwicky midió el movimiento de un cúmulo de galaxias, que son concentraciones de miles de ellas, formadas a su vez por millones de estrellas, gas y polvo cósmico, unidas por la fuerza de gravedad. Este astrofísico sumó la masa de las galaxias, del gas y del polvo cósmico y se dio cuenta de que ésta no coincidía con la velocidad a la que se movían en conjunto. Algo frenaba su rompimiento y expansión, a ese algo la llamó “materia escondida”, ahora conocida como materia oscura.

El 5% del universo es materia ordinaria, la que forma núcleos, átomos, planetas, personas, todo lo que puede interactuar con la radiación electromagnética; el 95% restante se cree que está compuesto por un 25% de materia oscura que aunque no brilla, produce estructuras que con su gravedad atrapan a la materia ordinaria para formar galaxias y, aparentemente, es la que frena la expansión del Universo, mientras el 70% faltante podría ser energía oscura que acelera la expansión.

Halos de materia oscura

El doctor Ávila Rees comentó que “sólo para explicar nuestra Vía Láctea necesitamos estar embebidos en un enorme esferoide, llamado halo de materia oscura, que permea las galaxias, y es 30 veces más masivo que las 200 mil millones de estrellas, polvo, gas y planetas que la conforman”. Si existe la materia oscura, entonces sólo estaría presente en las galaxias que forman parte de cúmulos, grupos y en pares.

No sólo los cosmólogos y los astrónomos requieren de materia oscura, aunque sea en modelos, también los físicos de partículas estudian el micromundo del cosmos. Ellos le han asignado nombres a estas partículas hipotéticas como neutrinos estériles, axiones, gravitinos, fotinos y neutralinos, éstos últimos considerados materia oscura fría.

Distintos tipos de materia oscura llevarían a distintos tipos de galaxias, los trabajos de Ávila Reese, sus colaboradores, así como Pedro Colín y Octavio Valenzuela han ido encaminados a crear modelos.

“Desde –destacó- el año 2000 hemos explorado diferentes tipos de materia oscura a través de simulaciones numéricas en supercomputadoras, donde se analiza el tipo de estructuras que se obtienen con galaxias como la Vía Láctea. Hemos llegado a la conclusión de que un modelo de materia oscura tibia como los neutrinos estériles, funcionaría mucho mejor que la materia oscura fría, los neutralinos”.

Si no existe una sino muchas partículas diferentes de materia oscura, una de las preguntas que guían sus investigaciones es: ¿qué tal si estas partículas interactúan entre sí como ocurre con la materia ordinaria? Hace más de una década lo propusieron y ahora distintos investigadores lo han retomado con interés. El doctor Ávila dijo que una de las metas es formular una teoría de formación y evolución de galaxias.

Luz Olivia Badillo