Una luz 'muy' débil, sería clave para entender a la materia oscura

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), en el archipiélago atlántico español, han obtenido un análisis de la denominada luz intracumular, que es "difusa y muy débil", en un observación que servirá para dar pistas sobre la formación de los cúmulos de galaxias y también sobre las propiedades de la materia oscura.

La luz intracumular proviene de estrellas en cúmulos que no están unidas gravitacionalmente a ninguna galaxia, y este estudio, que se ha publicado en la revista "The Astrophysical Journal Letter", ha sido posible gracias a los datos del telescopio espacial James Webb, ha indicado el IAC.

La investigación proporciona nuevas pistas sobre los procesos de formación de los cúmulos de galaxias y sobre las propiedades de la materia oscura, de la que se ignora qué es, pero se sabe que está presente en el universo, al observar, por ejemplo, cómo se mueven los cúmulos y cómo rotan las galaxias, ha indicado a Efe Mireia Martín, primera autora del artículo.

En los cúmulos de galaxias hay una fracción de estrellas que vagan en el espacio intergaláctico debido a que son arrancadas por enormes fuerzas de marea que se generan entre las distintas galaxias del cúmulo.

El brillo que proviene de esas estrellas es el que recibe el nombre de luz intracumular (ICL por sus siglas en inglés) y es extremadamente débil, sólo un 1 % o menos del brillo del cielo más oscuro que se puede observar desde la Tierra.

Este es uno de los motivos por el que las imágenes tomadas desde el espacio son extremadamente útiles para su análisis, ha explicado el IAC. Las longitudes de onda infrarrojas permiten obtener información de zonas más lejanas del centro del cúmulo que la luz que llega en el visible.

Gracias a la eficiencia en longitudes de onda infrarrojas y a la nitidez de las imágenes obtenidas por el James Webb, los investigadores del IAC Mireia Montes e Ignacio Trujillo han sido capaces de explorar la luz intracumular del cúmulo SMACS-J0723.3-7327 con un nivel de detalle "sin precedentes".

De hecho, las imágenes obtenidas con el nuevo telescopio espacial del centro de este cúmulo son dos veces más profundas que imágenes anteriores tomadas por su antecesor Hubble. En este estudio "demostramos el gran potencial del JWST para poder observar algo tan débil”, explica Mireia Montes, quien añade que esto permitirá estudiar cúmulos de galaxias más lejanos y con mucho más detalle.

Para poder analizar esta luz "fantasmal" extremadamente débil, además de necesitar las capacidades de observación del nuevo telescopio espacial, los investigadores han desarrollado nuevas técnicas de análisis, mejorando las que existían.

"De este trabajo cabe destacar el procesado que se ha hecho para conseguir estudiar la luz intracumular, una estructura débil y extendida, y que es totalmente necesario para evitar sesgos en nuestras mediciones", señala la investigadora.

Gracias a los datos obtenidos, los investigadores han podido demostrar el potencial que tiene la luz intracumular para estudiar y comprender los procesos que intervienen en la formación de estructuras tan masivas como los cúmulos de galaxias.

"Analizando esta luz difusa encontramos que las partes internas del cúmulo están siendo formadas por una fusión de galaxias masivas, mientras que las partes externas son debidas a la acreción de galaxias similares a nuestra Via Láctea", apunta Montes.

Y las observaciones no solo proporcionan nuevas pistas sobre la formación de los cúmulos de galaxias, sino también sobre las propiedades de un "misterioso componente de nuestro universo": la materia oscura.

Las estrellas que emiten la luz intracumular siguen el campo gravitatorio del cúmulo, lo que convierte a este tipo de luz en un trazador excelente de la distribución de materia oscura.

El telescopio James Webb permitirá caracterizar con una precisión "sin precedentes la distribución de materia oscura en estas estructuras gigantescas y arrojar luz sobre su naturaleza última”, concluye Ignacio Trujillo, segundo autor del trabajo.

EFE