Detectan una rara «cruz de Einstein» que revela un halo oculto de materia oscura

Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto una inusual configuración cósmica que podría arrojar nueva luz sobre la misteriosa materia oscura, el componente invisible que constituye la mayor parte del universo.

Se le llama «cruz de Einstein» porque es una manifestación espectacular de la lente gravitacional, un fenómeno predicho por Albert Einstein en su teoría de la relatividad general. Crédito: P. Cox et al./ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).

El hallazgo comenzó cuando Pierre Cox, astrónomo del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia (CNRS), detectó algo extraño en los datos del conjunto de radiotelescopios NOEMA, ubicado en los Alpes franceses. Mientras estudiaba la lejana galaxia polvorienta HerS-3, notó una formación en forma de cruz con un detalle inesperado: una imagen adicional en el centro.

«Se veía como una cruz, y en medio aparecía otra imagen. Nunca había visto algo así», comentó Cox. Lo que parecía un error instrumental se confirmó como real tras múltiples observaciones, incluyendo datos del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile.

Normalmente, una «cruz de Einstein» surge cuando la gravedad de galaxias en primer plano curva la luz de una galaxia más lejana, creando cuatro imágenes de ella. Sin embargo, en este caso apareció una quinta imagen central que los modelos convencionales no podían explicar.

Una infografía que muestra los mecanismos detrás de la observación de una cruz de Einstein. Crédito: N. Lira/Cox et al./ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).

Charles Keeton, astrofísico teórico y profesor en la Universidad Rutgers, junto con la doctoranda Lana Eid, desarrolló simulaciones que demostraron que las cuatro galaxias visibles responsables del efecto de lente gravitacional no bastaban para reproducir el patrón observado. La única forma de hacerlo encajar era añadir un enorme halo de materia oscura invisible.

«La materia oscura no puede observarse directamente, solo sabemos que existe porque afecta a lo que sí vemos, como la manera en que dobla la luz de galaxias lejanas», explicó Andrew Baker, coautor del estudio y profesor en Rutgers. «Este sistema nos ofrece una oportunidad única de estudiar esa estructura invisible con gran detalle».

Un laboratorio natural para la ciencia

El fenómeno no solo es llamativo visualmente: también funciona como un laboratorio natural. La lente gravitacional magnifica a HerS-3, permitiendo analizar su estructura interna con mayor precisión, mientras revela cómo la materia oscura moldea el cosmos.

La investigación, publicada en The Astrophysical Journal, subraya la importancia de la colaboración internacional y de grandes infraestructuras científicas como NOEMA, ALMA, el Very Large Array (VLA) en Estados Unidos y el telescopio espacial Hubble.

Los científicos utilizaron el conjunto de radiotelescopios Northern Extended Millimeter Array (NOEMA), en los Alpes franceses, junto con otros telescopios, para realizar un hallazgo inusual. Crédito: NOEMA.

Los científicos incluso predicen que futuras observaciones podrían revelar más detalles, como chorros de gas saliendo de la galaxia de fondo. De confirmarse, sería una validación decisiva de sus modelos.

«Este sistema es como un laboratorio cósmico», concluyó Cox. «Nos permite observar tanto la galaxia distante como la materia invisible que dobla su luz, acercándonos un poco más a comprender uno de los mayores enigmas del universo».

Fuente: Rutgers. Edición: MP.