Investigadores de la Universidad de Tel Aviv han logrado avances significativos en la predicción de lo que podría descubrirse mediante la detección de ondas de radio originadas en el universo temprano, que arrojan luz sobre la enigmática sustancia conocida como materia oscura. El estudio, dirigido por el Prof. Rennan Barkana de la Escuela Sackler de Física y Astronomía, y en el que participan Ph.D. El estudiante Sudipta Sikder, junto con colaboradores internacionales, revela que durante las edades oscuras cósmicas, antes de la formación de las primeras estrellas, la materia oscura puede haberse agrupado en regiones densas del espacio. Estos cúmulos luego atrajeron gas hidrógeno, que emitió intensas ondas de radio.
Esta innovadora investigación destaca el potencial de los instrumentos basados en la luna para explorar la Edad Oscura cósmica, un período de misterio apenas 100 millones de años después del Big Bang. Las antenas terrestres existentes no pueden captar estas antiguas señales debido a la interferencia atmosférica, lo que convierte a la Luna en un lugar ideal para futuros telescopios. La falta de atmósfera y la contaminación provocada por el hombre en la superficie de la luna brindan una oportunidad única para realizar observaciones prístinas.
El actual interés mundial por regresar a la Luna, liderado por organizaciones como la NASA, la Agencia Espacial Europea, China e India, ha abierto vías para el establecimiento de proyectos científicos significativos. Este nuevo estudio avanza en el concepto de utilizar la radioastronomía lunar para descubrir secretos del universo primitivo.
El profesor Barkana señaló que aunque el Telescopio Espacial James Webb de la NASA descubrió recientemente galaxias que datan de unos 300 millones de años después del Big Bang, las edades oscuras cósmicas representan un período de tiempo incluso anterior. Las simulaciones por computadora indican que la materia oscura formó densos grupos durante este período, lo que contribuyó al desarrollo posterior de estrellas y galaxias. Sin embargo, el tamaño y la densidad de estas estructuras de materia oscura sólo pueden inferirse indirectamente a partir de las ondas de radio emitidas por el gas de hidrógeno que atraen.
Aunque se espera que las señales simuladas sean débiles, podrían contener datos cruciales sobre estas estructuras ocultas, lo que podría proporcionar información sobre los procesos subyacentes a la formación galáctica. Las observaciones exitosas de estas señales podrían mejorar significativamente nuestra comprensión de los orígenes del universo.
Después de la Edad Oscura Cósmica, se espera que la aparición de las primeras estrellas, denominada «amanecer cósmico», haya amplificado estas emisiones de radio, haciendo que las señales de esta fase sean más fáciles de detectar. Sin embargo, interpretar estas señales puede resultar complicado debido a la complejidad añadida que conlleva la formación de estrellas.
Para investigar eficazmente estas señales, los científicos utilizan redes masivas de radiotelescopios como el Square Kilometer Array (SKA). Este ambicioso proyecto internacional, que incluye una red de 80.000 antenas de radio que se están construyendo actualmente en Australia, tiene como objetivo capturar variaciones sutiles en la intensidad de la radio cósmica que podrían revelar la ubicación y el comportamiento de acumulaciones de materia oscura.
El equipo de investigación es optimista en cuanto a que sus predicciones harán avanzar la comprensión de la materia oscura, que sigue siendo difícil de alcanzar debido a su integración con galaxias y estrellas. El universo primitivo proporciona un entorno único, una especie de laboratorio prístino, ideal para estudiar las propiedades de la materia oscura sin interferencias de desarrollos cósmicos más recientes.
En una conclusión esperanzadora, el profesor Barkana destacó el potencial de las nuevas tecnologías en radioastronomía, sugiriendo que la ampliación de las capacidades de observación a menudo conduce a descubrimientos sorprendentes. Mientras continúa la búsqueda de la comprensión de la materia oscura, los astrónomos están ansiosos por trabajar con los canales de radio cósmicos del universo primitivo en busca de respuestas a una de las preguntas más apremiantes de la ciencia.
