Se ha encontrado la materia faltante del universo, y está flotando entre las estrellas.
Los investigadores que estudian la historia antigua del universo saben cuánta materia ordinaria, materia que compone bariones, una clase de partículas subatómicas que incluye protones y neutrones, el universo creado durante el Big Bang. Y los investigadores que estudian el universo moderno saben cuánta materia bariónica ordinaria pueden ver los humanos con los telescopios.
Pero hasta hace poco, esos números no coincidían: faltaba un tercio de la materia bariónica original del universo. Ahora, gracias a una observación inteligente que involucra un agujero negro increíblemente brillante, un equipo internacional de investigadores dice que lo han encontrado.
Los bariones faltantes, escribieron los investigadores en un estudio publicado hoy (21 de junio) en la revista Nature, se han estado ocultando como delgadas y calientes nubes de gas oxígeno flotando entre las estrellas. El gas está altamente ionizado, lo que significa que faltan la mayoría de sus electrones y tiene una fuerte carga positiva.
"Encontramos los bariones faltantes", dijo en un comunicado Michael Shull, astrónomo de la Universidad de Colorado, Boulder y coautor del artículo.
La señal del oxígeno era demasiado fuerte y consistente para provenir de fluctuaciones aleatorias en la luz del cuásar, escribieron los investigadores. Los astrónomos también descartaron la posibilidad de que una débil galaxia cause la sombra del oxígeno.
Desde al menos 2011, los investigadores sospechan que los bariones faltantes podrían estar escondidos en este material, llamado medio intergaláctico cálido-caliente (WHIM), pero el WHIM es difícil de observar directamente. Para detectar el gas que se escondía allí, tuvieron que idear un ingenioso truco.
Lejos de la Tierra, hay agujeros negros que absorben grandes cantidades de materia. Esa materia brilla mucho y los telescopios de este planeta pueden detectarla. Los investigadores llaman a este tipo de cuásares de agujeros negros, y son los objetos más brillantes del universo. Eso significa que la luz de los quásares tiene "una alta relación señal / ruido", escribieron los investigadores en el documento, lo que significa que en este caso es fácil ver si algo lo oscurece.
Señalar un telescopio en un quásar no solo les dice a los astrónomos sobre el objeto en sí, sino que también revela algo sobre lo que esté flotando entre el cuásar y el telescopio. En este caso, ese algo era un filamento del WHIM.
Mediante la observación cuidadosa de cómo el WHIM oscureció y cambió la luz que emanaba del quásar a medida que se abría camino hacia las lentes de dos telescopios, los investigadores pudieron descubrir de qué estaba hecho el WHIM. Resultó que la respuesta fue oxígeno, calentado a casi 1.8 millones de grados Fahrenheit (1 millón de grados Celsius).
Estos bariones faltantes no son lo mismo que la materia oscura, que los investigadores creen que existe, gracias a su influencia gravitacional en otras estrellas. Se cree que esa materia existe en forma de partículas más exóticas que simples bariones.
En un comunicado, los investigadores dijeron que pudieron extrapolar del WHIM observado cuánta materia bariónica flota en forma de oxígeno flota en otras partes del universo como el WHIM. Para confirmar y refinar sus observaciones, dijeron, planean apuntar sus telescopios a otros quásares y observar el WHIM que los oculta.
