Cuando los astrónomos observan el universo, saben con bastante precisión cuánta materia debería existir. Esa cifra se calcula gracias a la radiación más antigua que conocemos: el fondo cósmico de microondas, una especie de “fotografía” del universo recién nacido, unos 380.000 años después del Big Bang.
Pero hay un problema: cuando se suman todas las estrellas, planetas, nubes de gas y polvo que los telescopios pueden detectar, solo aparece alrededor del 50% de la materia que debería estar ahí.
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Durante décadas, esa “mitad perdida” ha sido uno de los grandes misterios de la cosmología moderna. Pero ahora, un nuevo estudio liderado por Boryana Hadzhiyska, investigadora postdoctoral en la Universidad de California en Berkeley, ofrece una posible respuesta al porqué de esto.
Según el trabajo, publicado en Nature Astronomy, los agujeros negros supermasivos que habitan en el centro de las galaxias no solo absorben materia, sino que también la expulsan con una violencia mucho mayor de lo que se pensaba. Y, por lo tanto, no aparecerían en estas fotografías.
Imagen extraída del catálogo de simulaciones de Euclid Flagship. Cada punto representa una galaxia.
Utilizando observaciones del fondo cósmico de microondas combinadas con datos de miles de galaxias, el equipo descubrió que estos agujeros negros calientan el gas que los rodea y lo lanzan fuera de la galaxia mediante potentes chorros de radiación y partículas. Ese material se aleja tanto y se dispersa tanto que acaba siendo prácticamente imposible de detectar.
“Vemos que los agujeros negros tienen un papel más grande de lo que imaginábamos en la forma en que se distribuye la materia en el universo”, explica Colin Hill, investigador de la Universidad de Columbia y coautor del estudio.
Mi esperanza es que la materia oscura sea el punto donde empecemos a ver desviaciones del modelo estándar
Este proceso, conocido como retroalimentación galáctica, podría explicar por qué tanta materia parece faltar en los recuentos actuales. Según Alex Krolewski, de la Universidad de Waterloo, “es una nueva manera de entender cómo los agujeros negros influyen en la evolución de las galaxias y en el equilibrio general del cosmos.”
El hallazgo también afecta a los modelos cosmológicos que intentan describir cómo se formó y evolucionó el universo. Si la materia bariónica está mucho más dispersa de lo previsto, podría alterar la relación entre esta y la materia oscura, que constituye la mayor parte de la masa total del universo.
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“Esperamos que algo se rompa”, comenta Hadzhiyska. “Mi esperanza es que la materia oscura sea el punto donde empecemos a ver desviaciones del modelo estándar”. Ahora, el equipo planea continuar su investigación utilizando nuevas herramientas, como las ráfagas rápidas de radio (FRB) y los futuros mapas del telescopio Vera Rubin, que permitirán rastrear la materia más difusa y difícil de ver.
