Una galaxia.

Una galaxia. NASA

Ciencia

Cosmólogos españoles elaboran el 'GPS' de materia oscura más preciso: un 70% menos de desviaciones que los anteriores

Más que un listado de halos de materia oscura, este sistema es una función de masa de estas estructuras.

Más información: Astrofísicos detectan a 300 millones de años luz una galaxia fantasma formada al 99% de materia oscura

J. Rodríguez
Publicada

Las claves

Un equipo español ha desarrollado el modelo GPS+, el censo más preciso de halos de materia oscura hasta ahora.

El nuevo modelo reduce las desviaciones respecto a estimaciones previas en un 70%, situando la incertidumbre entre el 10% y el 20%.

El modelo describe la abundancia y formación de halos de materia oscura en distintas etapas del universo, clave para entender cómo nacen las galaxias.

La validez del modelo GPS+ fue comprobada con simulaciones avanzadas realizadas en el superordenador Fugaku, en Japón.

Los halos de materia oscura son concentraciones de una materia que no puede observarse directamente porque no emiten luz, pero su gravedad mantiene unidas a las galaxias y guía su formación. Son, por tanto, estructuras invisibles.

Un equipo de cosmólogos del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) se ha propuesto "verlas". Y, para ellos, han desarrollado un GPS cósmico para revelar el mapa invisible más preciso del universo.

Se trata de un censo de los halos de materia oscura que conocemos, el más preciso hasta la fecha. Los cosmólogos llaman a este censo "función de masa de los halos" porque en realidad no es una lista a modo de inventario astronómico.

En realidad es una descripción matemática que indica cuántos halos de materia oscura existen en cada rango de masa en una época determinada del universo. "Esto es importante porque no todos los halos son iguales", señala Elena Fernández García.

Esta investigadora del IAA-CSIC es primera autora del artículo, que se ha publicado en la revista Astronomy & Astrophysics Letters. "Algunos halos albergan galaxias muy pequeñas, otros contienen galaxias como la Vía Láctea y los más masivos pueden reunir enormes cúmulos con cientos o miles de galaxias".

Estructuras invisibles

Este nuevo resultado se basa en el desarrollo de un modelo teórico denominado GPS+, que permite predecir con gran precisión la abundancia de halos de materia oscura en distintas etapas de la historia del universo.

El trabajo supone un avance significativo porque corrige limitaciones de aproximaciones anteriores, que podían desviarse hasta en un 80% al describir el universo primitivo.

El nuevo modelo reduce esas discrepancias, especialmente en los extremos de masa —donde las incertidumbres eran mayores—, hasta situarlas en torno al 10% y al 20%, manteniendo una alta precisión a lo largo de casi toda la historia cósmica.

"La clave está en una idea sencilla", ha explicado el investigador del IAC Juan Bencort Rijo, quien ha añadido que la materia del universo no se agrupa formando esferas perfectas, sino estructuras irregulares y complejas.

Al incorporar esta realidad y otros detalles del proceso de colapso gravitatorio, el modelo GPS+ describe con mayor fidelidad cómo se forman los halos de materia oscura y, en consecuencia, cómo nacen y evolucionan las galaxias.

Para comprobar la solidez del modelo, el equipo lo contrastó con Uchuu —"universo" en japonés—, un conjunto de simulaciones cosmológicas más completas y precisas realizadas hasta la fecha.

Estas simulaciones, en cuya elaboración participó el IAA-CSIC, fueron realizadas por Tomoaki Ishiyama, investigador de la Universidad de Chiba y coautor del estudio, y ejecutadas en Fugaku, uno de los superordenadores más potentes del mundo, en Japón.