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Encuentran la materia ordinaria perdida del universo
Ha costado casi 20 años pero los científicos han conseguido captar pruebas de gas intergaláctico caliente, la parte que faltaba de ese 5% de nuestro universo que está constituido por materia ordinaria.
Tras casi 20 años de búsqueda y gracias a la ayuda del observatorio espacial XMM-Newton de rayos X, un equipo de científicos de la Universidad de Boulder en Colorado (EE. UU.) ha encontrado en el ardiente gas intergaláctico pruebas de ese pequeño porcentaje de materia ordinaria tan difícil de rastrear: el último reservorio de materia ordinaria que se esconde en el universo.
Ecuación del universo: materia bariónica + materia oscura + energía oscura
La materia ordinaria representa aproximadamente un 5% de la masa total del universo (planetas, estrellas, galaxias... y una gran cantidad de materia visible recién descubierta). El resto del universo es un 25% de materia oscura y un 70% de energía oscura.
La materia ordinaria, o "bariones", por tanto, constituye todos los objetos físicos existentes, desde las estrellas hasta los núcleos de los agujeros negros. Pero hasta ahora, los astrofísicos solo habían podido localizar aproximadamente dos tercios de la materia que los teóricos predicen fue creada por el Big Bang.
"Los bariones perdidos son uno de los mayores misterios de la astrofísica moderna. Sabemos que esta materia debe estar ahí fuera, la vemos en el universo temprano, pero luego la perdemos de vista. ¿Adónde se fue?", explica Fabrizio Nicastro, del Instituto Italiano de Astrofísica y líder del estudio que recoge la revista Nature.
En la nueva investigación, el equipo internacional de científicos lo encontró en el espacio entre las galaxias. Observando en los ubicuos filamentos de la red cósmica en el espectro electromagnético, pudieron detectar gas intergaláctico realmente caliente, con temperaturas de alrededor de un millón de grados (o más), que estaba bloqueando los rayos X emitidos por fuentes aún más distantes, según expone Michael Shull, coautor del trabajo.
El hallazgo es un paso importante para la astrofísica. "Este es uno de los pilares clave para probar la teoría del Big Bang: calcular el censo de bariones del hidrógeno y el helio y todo lo demás en la tabla periódica", aclara Shull.
Buscando en el Medio Intergaláctico Caliente (WHIM)
Para buscar los átomos que faltaban por descubrir, los astrofísicos apuntaron una serie de satélites a un cuásar llamado 1ES 1553, un agujero negro en el centro de una galaxia que está consumiendo y escupiendo enormes cantidades de gas. "Básicamente es un faro realmente brillante en el espacio", dijo Shull.
Los científicos pueden obtener mucha información al registrar cómo la radiación de un cuásarpasa por el espacio, como cuando un marinero ve un faro a través de la niebla. Primero, los investigadores usaron el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos en el Telescopio Espacial Hubble para tener una idea de dónde podrían encontrar los bariones perdidos. A continuación, se centraron en los bariones que utiliza el satélite X-Ray Multi-Mirror Mission (XMM-Newton) de la Agencia Espacial Europea. Finalmente encontraron la firma de un tipo de oxígeno altamente ionizado que se encuentra entre el cuásar y nuestro sistema solar, y a una densidad lo suficientemente alta para, cuando se extrapola al universo entero, represente ese último porcentaje que faltaba de la materia ordinaria.
"Encontramos los bariones desaparecidos", comenttó Shull. El científico sospecha que las galaxias y los cuásares arrojaron ese gas al espacio profundo durante miles de millones de años.
Es el comienzo de una nueva búsqueda, pues habrá que confirmar estos hallazgos apuntando los satélites a cuásares aún más brillantes.
"El descubrimiento con XMM-Newton de los bariones desaparecidos es un primer paso emocionante para caracterizar completamente las circunstancias y estructuras en las que se encuentran estas partículas", expone Jelle Kaastra del Instituto Holandés de Investigación Espacial y coautora del estudio.
Referencia: F. Nicastro et al, Observations of the missing baryons in the warm–hot intergalactic medium, Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0204-1
Crédito imagen: NASA, ESA, E. Hallman (CU Boulder)
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