Un equipo de astrónomos dirigido por el profesor Judd Bowman de la Universidad Estatal de Arizona tropezó inesperadamente con la "materia oscura", el bloque de construcción más misterioso del espacio exterior, mientras intentaba detectar las primeras estrellas del universo a través de señales de ondas de radio, segúnun estudio publicado esta semana en Naturaleza .
La idea de que estas señales implican materia oscura se basa en un segundo Naturaleza artículo publicado esta semana por el Prof. Rennan Barkana de la Universidad de Tel Aviv, que sugiere que la señal es una prueba de las interacciones entre la materia normal y la materia oscura en el universo primitivo. Según el Prof. Barkana, el descubrimiento ofrece la primera prueba directaque la materia oscura existe y que está compuesta de partículas de baja masa.
La señal, grabada por un nuevo radiotelescopio llamado EDGES, data de 180 millones de años después del Big Bang.
De qué está hecho el universo
"La materia oscura es la clave para descubrir el misterio de lo que está hecho el universo", dice el profesor Barkana, Jefe del Departamento de Astrofísica de la Facultad de Física y Astronomía de TAU. "Sabemos bastante sobre los elementos químicosque forman la tierra, el sol y otras estrellas, pero la mayor parte de la materia en el universo es invisible y se conoce como 'materia oscura'. La existencia de materia oscura se infiere de su fuerte gravedad, pero no tenemos idea de qué tipo de materiasustancia es. Por lo tanto, la materia oscura sigue siendo uno de los mayores misterios de la física.
"Para resolverlo, debemos viajar hacia atrás en el tiempo. Los astrónomos pueden ver hacia atrás en el tiempo, ya que lleva poco tiempo llegar a nosotros. Vemos el sol como era hace ocho minutos, mientras que las primeras estrellas inmensamente distantes del universonos aparecen en la tierra como si fueran miles de millones de años en el pasado "
El profesor Bowman y sus colegas informaron la detección de una señal de onda de radio a una frecuencia de 78 megahercios. El ancho del perfil observado es en gran medida consistente con las expectativas, pero también encontraron que tenía una amplitud mayor correspondiente a una absorción más profunda quepredijo, lo que indica que el gas primordial era más frío de lo esperado.
El profesor Barkana sugiere que el gas se enfrió a través de la interacción del hidrógeno con la materia fría y oscura.
"Sintonizando" con el universo primitivo
"Me di cuenta de que esta señal sorprendente indica la presencia de dos actores: las primeras estrellas y la materia oscura", dice el profesor Barkana. "Las primeras estrellas en el universo activaron la señal de radio, mientras que la materia oscura colisionó con elmateria ordinaria y se enfrió. El material extrafrio explica naturalmente la fuerte señal de radio ".
Los físicos esperaban que tales partículas de materia oscura fueran pesadas, pero el descubrimiento indica partículas de baja masa. Basado en la señal de radio, el profesor Barkana argumenta que la partícula de materia oscura no es más pesada que varias masas de protones ".solo tiene el potencial de reorientar la búsqueda de materia oscura ", dice el profesor Barkana.
Una vez que las estrellas se formaron en el universo primitivo, se predijo que su luz había penetrado en el gas de hidrógeno primordial, alterando su estructura interna. Esto haría que el gas de hidrógeno absorbiera fotones del fondo cósmico de microondas, a una longitud de onda específica de 21 cm,imprimiendo una firma en el espectro de radio que debería ser observable hoy en frecuencias de radio por debajo de 200 megahercios. La observación coincide con esta predicción, excepto por la inesperada profundidad de la absorción.
El profesor Barkana predice que la materia oscura produjo un patrón muy específico de ondas de radio que se puede detectar con una gran variedad de antenas de radio. Una de esas series es el SKA, el radiotelescopio más grande del mundo, ahora en construcción ".Tal observación con el SKA confirmaría que las primeras estrellas de hecho revelaron materia oscura ", concluye el profesor Barkana.
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Materiales proporcionado por American Friends of Tel Aviv University . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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