Científicos localizan la materia ordinaria faltante alrededor de las galaxias

Los astrónomos finalmente han localizado la materia 'ordinaria' faltante del universo, resolviendo un misterio cósmico de décadas. Utilizando observaciones del telescopio Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME), los investigadores identificaron nubes difusas de gas caliente que rodean las galaxias, las cuales representan la materia bariónica que había eludido la detección durante mucho tiempo. Esta materia ordinaria, compuesta de protones y neutrones, fue predicha por modelos cosmológicos pero no se había observado directamente en las cantidades esperadas hasta ahora.

El descubrimiento afecta nuestra comprensión fundamental de la composición del universo. La materia bariónica (la materia de estrellas, planetas y seres vivos) constituye solo alrededor del 5% del universo, siendo el resto materia oscura y energía oscura. Sin embargo, incluso dentro de esa pequeña fracción, casi la mitad no se contabilizaba en los censos de estrellas y galaxias. Las nubes de gas recién encontradas, que son extremadamente difusas y calientes (alrededor de 1 millón de grados Celsius), rodean galaxias como la Vía Láctea y se extienden mucho más allá de sus discos visibles.

Esto es importante porque confirma una predicción clave del modelo estándar de cosmología, que sostiene que la materia bariónica debería distribuirse en una red de filamentos entre las galaxias. El telescopio CHIME, ubicado en Columbia Británica, Canadá, detectó la materia faltante observando ráfagas rápidas de radio (FRB, por sus siglas en inglés): pulsos breves y potentes de ondas de radio de galaxias distantes. A medida que estas FRB viajan a través del gas caliente, sus señales se retrasan en ciertas frecuencias, revelando la presencia y densidad del gas.

Las cifras específicas del estudio incluyen que la materia faltante se encontró en el medio circumgaláctico (CGM) de las galaxias, con densidades consistentes con las expectativas teóricas. La investigación, publicada en la revista Nature, utilizó datos de CHIME y del proyecto Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment/Fast Radio Burst (CHIME/FRB). El equipo analizó 13 FRB para mapear la distribución de electrones a lo largo de sus trayectorias, encontrando que el CGM contiene suficientes bariones para explicar la fracción faltante.

Antecedentes: La búsqueda de bariones faltantes ha estado en curso durante más de 20 años. Intentos previos utilizando observaciones de rayos X y ultravioleta solo habían encontrado alrededor de la mitad de los bariones esperados en el universo local. El telescopio CHIME, que comenzó a operar en 2017, fue diseñado para mapear hidrógeno neutro y detectar FRB, lo que lo hace especialmente adecuado para esta tarea.

Próximos pasos: Los investigadores planean usar más FRB para refinar sus mediciones y mapear la materia faltante con mayor detalle. Futuros telescopios como el Square Kilometre Array (SKA) podrían confirmar aún más estos hallazgos y explorar el papel del CGM en la evolución de las galaxias. Este descubrimiento también abre nuevas vías para estudiar la estructura a gran escala del universo y los procesos que gobiernan la formación de galaxias.