En el universo hay dos tipos de materia. Una es la materia oscura, invisible y misteriosa, que solo se detecta por los efectos gravitatorios que produce. La otra es la materia común, compuesta por átomos, que forma todo lo que conocemos: estrellas, planetas, gas, polvo, personas y objetos cotidianos.
Los científicos calcularon hace años cuánta materia común debería haber en el universo. Pero había un problema, la mitad de esa materia no aparecía por ningún lado. No estaba en las galaxias, ni en las nubes de gas, ni en los lugares habituales. Nadie sabía dónde se había metido.
Ahora, un equipo internacional de astrónomos liderado por Liam Connor, investigador de la Universidad de Harvard, logró resolver el enigma. Según publicaron en la revista Nature Astronomy, la materia faltante no estaba perdida, sino que se escondía como un gas extremadamente difuso, casi invisible, flotando entre las galaxias. Este gas forma parte del llamado medio intergaláctico, una especie de bruma cósmica que se extiende por el espacio como una red tenue y filamentosa, conectando galaxias a lo largo de miles de millones de años luz.
Una baliza cósmica reveladora: las ráfagas rápidas de radio
La clave para dar con esta materia fue el estudio de 69 ráfagas rápidas de radio (Fast Radio Bursts, FRB), pulsos potentísimos de ondas de radio que viajan desde galaxias lejanas hasta la Tierra. Aunque aún no se sabe con certeza qué las origina, se sospecha que podrían provenir de estrellas de neutrones altamente magnetizadas.
A medida que estas ráfagas atraviesan el espacio, su señal se dispersa dependiendo de cuánta materia encuentran en el camino. Es un fenómeno similar al de un prisma que descompone la luz blanca en colores: la dispersión cambia según la densidad de partículas. Así, al medir con precisión esa dispersión, los científicos pueden estimar cuánta materia hay entre el origen de la FRB y nosotros.
Dónde estaba la materia perdida
De las 69 ráfagas estudiadas, 39 fueron detectadas por una red de 110 radiotelescopios llamada Deep Synoptic Array, ubicada en el Observatorio de Owens Valley, California. Algunas de estas señales provinieron de distancias superiores a 9.000 millones de años luz, lo que permite estudiar regiones muy remotas y antiguas del cosmos.
Gracias a estos datos, el equipo logró estimar cómo se distribuye la materia ordinaria en el universo actual. La mayor parte —alrededor del 76%— se encuentra en el medio intergaláctico, esa red difusa de gas entre galaxias. Un 15% está concentrado en los halos de material que rodean a las galaxias, incluida la Vía Láctea. Y apenas un 9% reside dentro de las galaxias mismas, en forma de estrellas, nubes de gas o polvo cósmico.
¿Por qué tanto gas bariónico terminó flotando lejos de las galaxias? Según Connor, la explicación está en la violencia de los procesos del cosmos: explosiones de supernovas y las “erupciones” de agujeros negros supermasivos, que expulsan violentamente material al espacio intergaláctico.
“Si el universo fuera más tranquilo, o si las leyes físicas fueran distintas, la materia común habría caído en las galaxias, enfriado, y formado muchas más estrellas. Pero eso no es lo que pasa”, explicó el investigador. En cambio, esas catástrofes cósmicas dispersan el gas a través de enormes distancias, convirtiéndolo en plasma, donde protones y electrones están separados.
Un paso más cerca del rompecabezas completo
Este hallazgo resuelve un misterio abierto desde que los cosmólogos, basándose en la radiación del Big Bang, calcularon cuánta materia ordinaria debería haber.
“Ahora que sabemos dónde está toda la materia bariónica, podemos enfocarnos en preguntas aún más fundamentales”, concluyó Connor. Entre ellas, entender más a fondo cómo se comporta esta materia ordinaria y, sobre todo, avanzar hacia el próximo gran misterio de la física: ¿qué es exactamente la materia oscura y por qué cuesta tanto detectarla directamente?
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