Casi un siglo después del establecimiento de las primeras bases de la cosmología moderna, una pregunta seguía sin respuesta: ¿dónde se esconde la mitad de la materia supuestamente visible del Universo? Un reciente avance aporta por fin una respuesta clara y sorprendente.
Durante mucho tiempo considerada ausente, esta materia faltaba en los modelos teóricos desde hace décadas. No se esconde ni en las estrellas ni en las galaxias, sino que hoy se revela a través de señales elusivas provenientes de los confines del Universo.
Estas señales, llamadas ráfagas rápidas de radio (FRB), se manifiestan como destellos de ondas de radio que duran apenas unos milisegundos. Atraviesan el espacio intergaláctico, afectadas por todo lo que encuentran en su camino hacia la Tierra. Es esta interacción la que ha permitido a los investigadores medir indirectamente una materia difusa.
A partir del análisis de 69 FRB detectados a través del Universo, los científicos han podido estimar la densidad y distribución de esta materia, durante tanto tiempo esquiva. Al estudiar el retraso de las ondas de radio en función de su frecuencia, han podido deducir la masa del gas caliente y diluido que atravesaron.
Este gas forma lo que se conoce como medio intergaláctico: una red de materia calentada a millones de grados, invisible al ojo humano y difícil de detectar incluso con los instrumentos más potentes. Sin embargo, es aquí donde se concentraría la mayoría de la materia bariónica del Universo.
Según los resultados del estudio, alrededor del 76% de esta materia ordinaria se encuentra en este medio intergaláctico. Los halos galácticos, esferas de gas que rodean las galaxias, contienen cerca del 15%. El resto está formado por estrellas, planetas y gases fríos que observamos directamente.
Este nuevo equilibrio da cuenta de toda la materia producida en el momento del Big Bang, un resultado que los astrónomos esperaban desde hace décadas. También muestra el creciente interés de los FRB como herramientas de exploración cósmica.
Por ahora, el origen exacto de los FRB sigue siendo incierto, aunque algunos sospechan de estrellas de neutrones o fenómenos extremos relacionados con agujeros negros. Pero su utilidad para sondear las zonas más oscuras del Universo ya está confirmada.
No es materia oscura
No hay que confundir la materia revelada por este estudio con la materia oscura, mucho más enigmática. La materia recientemente localizada es "bariónica", es decir, formada por partículas clásicas como protones y neutrones. Es esta materia la que constituye los objetos visibles del Universo, incluyendo estrellas, planetas e incluso nuestro propio cuerpo.
Desde hace varias décadas, los físicos sabían que esta materia bariónica representaba solo una pequeña parte del cosmos: alrededor del 5%. Pero las observaciones solo permitían dar cuenta de la mitad de esta porción. La otra mitad parecía imposible de encontrar, aunque debía existir según los modelos derivados del Big Bang.
La materia oscura, por el contrario, no forma parte de esta categoría. Representaría más de un cuarto de la composición del Universo, pero no interactúa ni con la luz ni con las ondas electromagnéticas. Invisible por naturaleza, sigue siendo inaccesible a las técnicas utilizadas aquí. Las ráfagas rápidas de radio han permitido estudiar únicamente la materia ordinaria, ahora mejor cartografiada, pero aún no dicen nada sobre la materia oscura.
¿Qué es una ráfaga rápida de radio (FRB)?
Las ráfagas rápidas de radio son impulsos de ondas de radio extremadamente cortos, con una duración de unos pocos milisegundos. Están entre los fenómenos más energéticos del Universo, aunque su origen sigue siendo misterioso.
La mayoría de los FRB provienen de fuera de la Vía Láctea, lo que los hace difíciles de estudiar. Su descubrimiento abrió una nueva ventana al estudio del Universo, permitiendo a los científicos sondear regiones de otro modo inaccesibles.
Las teorías sobre su origen incluyen estrellas de neutrones altamente magnetizadas, colisiones entre objetos compactos, o incluso señales extraterrestres. Sin embargo, ninguna de estas hipótesis ha sido confirmada de manera definitiva.
El estudio de los FRB sigue avanzando, con instrumentos más sensibles y métodos de análisis mejorados. Estos esfuerzos podrían pronto desvelar el misterio de estas enigmáticas señales cósmicas.
¿Cómo influye la materia bariónica en el Universo?
La materia bariónica, aunque representa solo una pequeña fracción del Universo, juega un papel crucial en la formación de estructuras cósmicas. Constituye las estrellas, los planetas y todo lo que podemos ver y tocar.
Esta materia interactúa con la luz, permitiendo a los astrónomos estudiarla directamente. Sin embargo, gran parte de ella permanecía hasta hace poco invisible, escondida en el espacio intergaláctico como gas difuso.
El descubrimiento de esta materia desaparecida ayuda a resolver preguntas fundamentales sobre la evolución del Universo. También confirma los modelos cosmológicos que predicen la cantidad total de materia bariónica producida durante el Big Bang.
Comprender la distribución y propiedades de la materia bariónica es esencial para desvelar los secretos de la formación de galaxias y la estructura a gran escala del Universo.