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Cuando la materia oscura no gobernaba el universo

Un análisis de galaxias de hace 10.000 millones de años muestra que estaban dominadas por la materia visible. Ahora, es la oscura la que determina la forma en que giran

Cuando los astrónomos clavan sus telescopios en el cielo profundo, muy lejos de las estrellas que ocupan nuestro vecindario, nos hacen viajar a mundos lejanos, pero también nos transportan al pasado. Uno de esos viajes en el tiempo lo realizó recientemente un grupo internacional de astrónomos a bordo del Very Large Telescope, un sistema de cuatro telescopios gigantescos que el Observatorio Europeo Austral (ESO) tiene en el desierto chileno de Atacama.

La intención de los científicos, liderados por Reinhard Genzel, del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre en Garching, Alemania, era averiguar qué sucedía en el universo hace 10.000 millones de años, durante una época de mayor formación de galaxias. Sus observaciones mostraron que las cosas han cambiado mucho en el cosmos desde entonces.

En los años setenta, Vera Rubin y Kent Ford, del Instituto Carnegie de Washington (EE UU), vieron que las estrellas en los bordes de las galaxias giraban demasiado rápido. Teniendo en cuenta la masa visible a través de los telescopios y las leyes físicas conocidas, al alejarse del pozo gravitatorio que acelera las espirales galácticas la velocidad de las estrellas debería disminuir. Sin embargo, no lo hacía. Y tampoco salían disparadas por falta de atracción y exceso de velocidad. Parecía que una masa ingente e invisible, mucho mayor que la luminosa captada por los telescopios, las mantenía en su sitio. Tras descartar la posibilidad de que Newton y Kepler estuviesen equivocados, se aceptó que la explicación más plausible al misterio consistía en aceptar la existencia de un halo gigantesco de materia oscura que otorgaba a la galaxias la masa necesaria para que se comportasen como lo hacían.

La materia visible ya se había condensado en forma de galaxias cuando la oscura seguía muy esparcida

Esa materia oscura, que aún no se ha podido detectar de manera directa y es conocida solo a través de sus efectos en grandes objetos cósmicos, es uno de los elementos fundamentales para entender el funcionamiento del universo. Ahora, es el elemento dominante en las galaxias conocidas, pero, como han descubierto Genzel y su equipo, eso no siempre fue así.

Los investigadores, que han publicado sus resultados en la revista Nature, vieron que en las galaxias de hace 10.000 millones de años, las regiones externas rotaban más lento que las cercanas al núcleo. Eso era lo que habrían esperado astrónomos como Rubin y Ford cuando observaron las galaxias de nuestro vecindario cercano, pero en este caso, justo aquel comportamiento fue lo que sorprendió a los autores. Parece que cuando el Universo era más joven, en aquel momento de efervescencia creadora 4.000 millones de años después del Big Bang, la materia visible aún era la que dominaba en las galaxias.

Una de las explicaciones para esa ausencia de materia oscura la ofrecía el astrónomo Mark Swinbank, de la Universidad de Durham, en Reino Unido, en otro artículo publicado en Nature. Allí explicaba que la materia visible se condensó rápidamente en los discos planos que hoy identificamos con las galaxias mientras la materia oscura continuó mucho más esparcida durante miles de millones de años. “Esto se debe a que el gas [formado por materia visible] interactúa con su entorno con mayor fuerza que la materia oscura y por lo tanto pierde energía más rápido”, explica.

Mientras la materia oscura fue encontrando su lugar, amontonándose para formar las grandes esferas invisibles que ahora gobiernan los destinos de las galaxias, la materia visible, la única que de momento hemos podido detectar, creó discos galácticos de dos velocidades, fieles a lo que esperaron los astrónomos durante décadas. Mucho después, cuando unos primates que salieron de África a dos patas permitían incluso que las hembras de su especie escrutaran los cielos, la materia oscura llevaba millones de años gobernando el baile galáctico.

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