No solo la materia oscura es misteriosa. Una parte de la materia normal también lo es, ya que parece no estar en astro alguno, incluyendo agujeros negros, ni tan siquiera en galaxias. ¿Dónde está esta materia normal pero fantasma? Una investigación reciente puede haber resuelto el enigma.
La materia oscura es un tipo desconocido de materia que no puede detectarse más que por su influencia gravitatoria.
La materia normal es capaz de emitir y absorber radiación, lo que permite que la podamos observar por medios convencionales. En cosmología, a esta materia se la llama bariónica porque está formada mayormente por bariones, una clase de partículas subatómicas que incluye a los protones y a los neutrones.
Poco después del Big Bang (la colosal “explosión” con la que nació el universo), la masa del universo quedó establecida en un 83 por ciento de materia oscura y un 17 por ciento de materia normal (bariónica).
Las galaxias, con todo lo que contienen, constituyen una parte importante de esta materia normal. A su masa se le puede sumar la de algunas estrellas que no están dentro de galaxia alguna y la de algunas nubes de hidrógeno alrededor de galaxias. Sin embargo, la suma de las masas de toda esta materia normal visible no llega a ese 17 por ciento de la masa total. ¿Dónde está la materia normal que falta? Este enigma lleva décadas desconcertando a la comunidad científica.
Un sector del espacio intergaláctico, con numerosas galaxias esparcidas por él. La imagen fue captada en infrarrojo por el telescopio espacial James Webb. (Foto: NASA, ESA, CSA, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Marcia Rieke (University of Arizona), Daniel Eisenstein (CfA). Procesamiento de imagen: Alyssa Pagan (STScI))
La masa total de toda la materia observada es aproximadamente una décima parte de la materia bariónica que existía en el universo primitivo. Debe haber más materia, probablemente en los espacios entre galaxias. Pero el universo es inmenso. Cualquier materia restante probablemente exista a densidades extremadamente bajas, de alrededor de un solo protón por metro cúbico, lo que dificulta enormemente su detección.
Recientemente, sin embargo, un equipo integrado, entre otros, por Haochen Wang y Kiyoshi Masui, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, ha descubierto que dicha materia faltante podría ser detectada mediante las ráfagas rápidas de ondas de radio (FRBs, por sus siglas en inglés). Las FRBs son misteriosos «fogonazos» de ondas de radio ultrabreves, de apenas unas milésimas de segundo, que llegan de todas direcciones del cielo, típicamente de galaxias muy lejanas, a miles de millones de años-luz de distancia. Aunque vienen desconcertando a la comunidad científica desde su descubrimiento en 2007, poco a poco se van obteniendo pistas sobre su naturaleza y sus posibles fuentes. Y su conducta ya se conoce con suficiente certeza como para usarlas a modo de sondas reveladoras de las características del espacio que atraviesan.
Lo que hace que las ráfagas de radio rápidas sean útiles para investigar la materia bariónica faltante es que comienzan de un modo muy específico y, conforme van atravesando materia, se van difuminando. Con la tecnología actual es posible medir esa difuminación con gran precisión, y el valor medido es directamente proporcional a la cantidad de materia faltante que la ráfaga de radio rápida atravesó.
En cierto modo, estos fogonazos de ondas de radio son como destellos que iluminan por un instante el espacio intergaláctico. Wang, Masui y sus colegas han hallado un modo de práctico de aprovechar este efecto para vislumbrar una cantidad ingente de materia entre galaxias que anteriormente era desconocida.
El nuevo método ha revelado no solo que existe materia que antes no había sido captada, sino también dónde se halla. En concreto, los investigadores descubrieron que se encuentra en nubes muy difusas que rodean grupos de galaxias. Estas nubes se extienden desde las galaxias hasta distancias mucho mayores de lo que se creía posible.
