Un análisis reciente de una galaxia masiva pero compacta en el Universo primitivo sugiere que la materia oscura interactúa consigo misma.
La galaxia, JWST-ER1, se formó aproximadamente 3.400 millones de años después del Big Bang y fue detectada por primera vez en octubre pasado en imágenes capturadas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA. Situada a más de 17.000 millones de años luz de la Tierra, JWST-ER1 es el ejemplo más lejano conocido de un fenómeno llamado «anillo de Einstein» – un círculo de luz alrededor de la galaxia, resultado de la curvatura de los rayos de luz provenientes de una galaxia lejana e invisible debido a la masa del JWST-ER1.
Este fenómeno no solo es una hermosa visión de alineación de galaxias, sino que también proporciona a los científicos una valiosa oportunidad para medir la masa contenida en el radio del anillo de forma independiente.
Al calcular cuánto ha deformado el espacio-tiempo alrededor de JWST-ER1, el equipo de investigación estimó que la galaxia tiene una masa de aproximadamente 650.000 millones de soles, lo que la convierte en una galaxia excepcionalmente densa para su tamaño. Al restar la masa estelar visible de la masa total inferida, los científicos pueden determinar qué parte de la galaxia está compuesta por materia oscura, una sustancia invisible que se cree que constituye más del 80% de la materia en nuestro universo.
A pesar de décadas de observaciones y pruebas indirectas, la materia oscura aún no ha sido detectada directamente. En el caso de JWST-ER1, el equipo de investigación determinó que la materia oscura solo explica aproximadamente la mitad de la diferencia de masa y que se requiere una masa adicional para explicar los resultados de la lente gravitatoria, según el informe publicado el pasado otoño.
«El valor de la masa de la materia oscura parece ser mayor de lo esperado», afirma Hai-Bo Yu, profesor de Física y Astronomía de la Universidad de California en Riverside (UCR) y coautor del nuevo estudio. «Esto es intrigante».
En un nuevo artículo, Yu y sus colegas sugieren que la densidad inusualmente alta de JWST-ER1 puede explicarse por una mayor población de estrellas de lo que se creía anteriormente. Además, proponen que un mecanismo de contracción en el que la materia ordinaria -como el gas y las estrellas- «colapsa y se condensa» en el halo de materia oscura de JWST-ER1 podría estar empaquetando más masa de materia oscura en el mismo volumen, lo que resulta en una mayor densidad, según el autor principal del estudio, Demao Kong, de la UCR.
El halo de materia oscura, más denso en el centro de la galaxia, es el componente gravitatorio que mantiene unidas a las galaxias en rotación. Además, los modelos que incorporan cierto tipo de materia oscura, en la que sus partículas interactúan entre sí, proporcionan una excelente explicación para las mediciones de JWST-ER1, según la UCR.
Aún no se sabe con certeza qué es la materia oscura. Las observaciones sugieren que podría tratarse de un nuevo tipo de partícula cuya presencia solo puede deducirse a través de sus interacciones gravitatorias con la materia normal.