Acerca de esta imagen
Esta imagen profunda del Hubble del enorme cúmulo de galaxias Abell 1689, ubicado a 2.200 millones de años luz de distancia en la constelación de Virgo, revela la arquitectura invisible de la materia oscura que impregna el cúmulo. Al analizar meticulosamente las posiciones y distorsiones de las galaxias de fondo con lentes gravitacionales, los astrónomos construyeron uno de los mapas de materia oscura más detallados jamás producidos para cualquier estructura cósmica. El mapa revela que la materia oscura no está distribuida uniformemente por todo el cúmulo, sino que forma un halo suave y centralmente concentrado que se extiende mucho más allá de las galaxias visibles y representa aproximadamente el 80 por ciento de la masa total del cúmulo. Esta distribución coincide estrechamente con las predicciones de simulaciones por computadora de la formación de estructuras cósmicas, lo que proporciona una poderosa confirmación del modelo de materia oscura fría. La materia visible restante está formada por cientos de galaxias y vastos depósitos de gas intergaláctico sobrecalentado que emite rayos X.
Importancia científica
El mapeo de materia oscura de Abell 1689 representa uno de los logros más importantes en cosmología observacional, ya que proporciona una ventana directa a la distribución y el comportamiento de la sustancia invisible que constituye aproximadamente el 27 por ciento del contenido energético total del universo. Al explotar la excepcional fuerza de lente gravitacional del cúmulo, los astrónomos produjeron un mapa de masas con una resolución espacial que excede con creces lo que se puede lograr con rayos X o métodos dinámicos únicamente. El perfil de materia oscura resultante reveló una distribución de masa altamente concentrada, con un aumento pronunciado de la densidad hacia el centro del cúmulo. Este parámetro de concentración fue inicialmente más alto de lo previsto por las simulaciones estándar de materia oscura fría, lo que provocó una investigación teórica intensiva y, en última instancia, condujo a modelos mejorados de formación de estructuras que explican la compleja física bariónica que ocurre dentro de los cúmulos masivos. El mapa de materia oscura de Abell 1689 también proporcionó algunas de las primeras limitaciones observacionales sobre la sección transversal de la autointeracción de la materia oscura, lo que ayudó a descartar ciertos modelos alternativos de materia oscura.
Detalles de observación
El mapeo de materia oscura de Abell 1689 requirió imágenes profundas de múltiples bandas con la Cámara Avanzada para Sondeos (ACS) del Hubble para medir la débil señal de lente gravitacional: distorsiones diminutas y coherentes en las formas de miles de galaxias de fondo causadas por el halo de materia oscura del cúmulo. Estas mediciones de forma, conocidas como cizallamiento de lente débil, se combinaron con las fuertes limitaciones de lente de los arcos brillantes y múltiples imágenes cerca del núcleo del cúmulo para producir una reconstrucción masiva unificada que abarca escalas de decenas de miles a millones de años luz. El análisis exigió un control exquisito de los efectos sistemáticos, incluida la corrección de la función de dispersión puntual del propio Hubble y la cuidadosa exclusión de las galaxias miembros del cúmulo de la muestra de fondo.
Ubicación en el universo
Constelación
Virgo
Distancia desde la Tierra
2,2 mil millones de años luz
Datos curiosos
- 1
El halo de materia oscura de Abell 1689 contiene aproximadamente 1.000 billones de masas solares de materia invisible (equivalente a la masa de un millón de galaxias de la Vía Láctea), todas concentradas en una región de unos 6 millones de años luz de diámetro.
- 2
Mapear la materia oscura en Abell 1689 requirió medir las sutiles distorsiones de forma de más de 10.000 galaxias de fondo, una hazaña que sólo es posible con la incomparable resolución angular del Hubble sobre la atmósfera de la Tierra.
- 3
La distribución de la materia oscura en Abell 1689 está tan concentrada que planteó un desafío importante para las primeras simulaciones cosmológicas, que inicialmente predijeron perfiles de densidad más planos, una discrepancia que impulsó mejoras en nuestra comprensión del comportamiento de la materia oscura.
Crédito de imagen: NASA, ESA, telescopio espacial Hubble
