D8 Materia Oscura

Tópico

El protagonista de este modelo es la materia oscura que puebla los cúmulos de galaxias: no emite luz propia, pero sí desvía la luz de fondo que la atraviesa y arrastra consigo al gas caliente del propio cúmulo.

La primera prueba directa de esa materia oscura es la lente gravitacional débil, que mide la distorsión estadística de las formas de las galaxias de fondo producida por la masa oscura de un cúmulo, y a partir de esa distorsión se reconstruye un mapa de cómo se distribuye esa masa invisible. El caso más icónico es la colisión de dos cúmulos en la que el gas caliente, visible en rayos X, quedó rezagado, mientras que los halos de esa misma materia oscura, visibles solo a través de la lente, atravesaron la colisión sin frenarse en absoluto: una prueba directa de que la materia oscura no interactúa consigo misma más allá de la gravedad.

La segunda prueba usa, en cambio, la temperatura del gas caliente del cúmulo, medida también en rayos X, para inferir la masa total de ese cúmulo por equilibrio hidrostático, revelando así qué fracción de esa masa total resulta invisible.

Lo más notable del instrumento de rayos X que hace posible esta segunda prueba es su óptica de incidencia rasante, pulida a escala nanométrica, porque los fotones de rayos X solo se reflejan a ángulos casi paralelos a la superficie del espejo, y no de frente como la luz visible; ese diseño logra una resolución angular en rayos X más fina que la de muchos telescopios ópticos. Así, desde la materia oscura de los cúmulos de galaxias con la que arranca este documento hasta esa resolución angular en rayos X con la que termina, pasando por la lente gravitacional débil y el equilibrio hidrostático del gas caliente, la materia oscura hace que una misma masa invisible termine revelándose de dos maneras independientes: por cómo desvía la luz que la rodea y por cómo, precisamente, se niega a frenar al gas que atraviesa.

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