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Se abre una posible rendija para buscar la materia oscura

Nuestros Científicos. Científicos de la Universidad Estatal de Arizona detectaron una señal del Universo primigenio que podría ayudar a explicar el fenómeno. Este tipo de investigación es también realizada en México por Omar López Cruz, quien hace este tipo de observaciones desde la Isla Guadalupe

Científicos del INAOE, encabezados por Omar López, realizan ­investigaciones con un ­tipo de astronomía novedosa, llamada de 21 cm, con un observatorio atípico en la Isla Guadalupe, conformado por sencillas ­pero sensibles antenas que captan las ­señales desde lo profundo del Universo.

Pionero en esta área astronómica, el científico explica en entrevista el hallazgo de un equipo de investigación internacional que ha retomado este tipo de observaciones y cuyos miembros han logrado captar señales de las estrellas más frías y primigenias del cosmos. Puntualiza cómo ­este hallazgo no sólo tendría implicaciones en la astronomía conocida, sino además daría la “primera luz” sobre lo que es la materia oscura interactuando con la materia que conocemos.

Utilizando un arreglo de ­antenas, científicos del experimento EDGE (Experiment to Detect the Global Epoch of Reionization Signature), pertenecientes a la Universidad Estatal  de Arizona, hallaron la señal de lo que sería la emisión de una estrella de hace 180 millones de años después de la formación del Universo, correspondiente a la Época Oscura, cuando se gestaban las estrellas primigenias.

“Pero el resultado es sorprendente de muchas formas, porque es una ­señal  doble de lo que se esperaba”, señala Omar López, investigador del Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica (INAOE).

Para realizar este tipo de mediciones, los científicos buscan la firma espectral de hidrógeno neutro, el átomo más abundante en el Universo, que se produce mediante la interacción del núcleo (protón) y el electrón que es visible en la longitud de onda de 21 centímetros. Pero las trazas de hidrógeno detectadas por los científicos estadunidenses son más frías de lo esperado, por lo que debe haber ­algo que le permita perder energía, tal vez sea la materia oscura. “Esto abre la oportunidad de que haya algo en sus resultados que necesitamos confirmar”.

El científico refiere que el hidrógeno tiene una interacción regular con la materia, sin embargo, en este caso es mucho más frío. “Tendría que haber algo más, otro tipo de materia que no conocemos. De ser la materia oscura —de lo que está formado una tercera parte del universo y se desconoce prácticamente todo, excepto que existe debido a su interacción gravitacional— generaría una restricción para poderla buscar”.

De esta forma, el hallazgo de EDGE se divide en dos. “Por una parte significa que completamos el mapa de la evolución del Universo, puesto que se desconocía cuándo se formaron las primeras estrellas. Además, podría ser el primer signo de interacción de la materia oscura con materia normal”. El científico enfatiza que esto revoluciona el conocimiento cosmológico y, de comprobarse, significará también un cambio en el campo teórico.

DESDE ISLA GUADALUPE. La forma más prometedora para explorar la Época Oscura del Universo es mediante la detección de la radiación que produce el átomo de hidrógeno. El ­hidrógeno neutro genera una emisión característica, conocida como la transición de 21cm, por producirse en la longitud de onda de 21.1061 centímetros. Dicha transición es ­común en nuestra galaxia y en otras galaxias ricas en hidrógeno neutro.

La emisión del hidrógeno de 21 cm cae en el rango en el que operan los teléfonos celulares, muy cerca de la longitud de onda de operación de los transmisores de internet inalámbricos y los hornos de microondas. Sin embargo, si se busca detectar la emisión de 21cm antes de la Época Oscura entonces se necesita buscar en longitudes de onda más largas.

Debido a la expansión del Universo, la emisión de 21 cm ahora se debe de buscar a longitudes de onda mayores de cuatro metros. En este rango operan la televisión y la radio de FM. Existen muy pocos lugares en la ­Tierra ­libres de la presencia de ondas radio o televisión, como sí lo está la Isla Guadalupe.

Para hacer este tipo de ­mediciones, científicos de diversas partes del mundo utilizan un tipo de antenas que escudriña el cielo en busca de una señal global de cambio en la temperatura del Universo mediante los cambios en el hidrógeno neutro.

En el mundo, además de EDGE, en Australia, existen otros experimentos en Sudáfrica y la Isla Marión, así como otro más en la Isla Guadalupe, en el Pacífico mexicano, donde López Cruz y otros investigadores llevan a cabo el proyecto Sci-HI.

Así, los investigadores mexicanos emplean la Sonda Cosmológica de la Isla Guadalupe para la detección de Hidrógeno Neutro (Sci-HI) a fin de  buscar indicios como los hallados por EDGE, incluso podrían comprobar si sus mediciones son correctas.

“Nosotros fuimos los primeros en realizar observaciones donde se lograron los recientes descubrimientos, pero nuestras antenas no tenían la sensibilidad necesaria”. Ahora tienen nuevos instrumentos y esperan regresar cuanto antes a la isla, “¡es urgente!”. Los científicos se habían tomado un tiempo para regresar porque pensaron que los primeros resultados aún estaban lejos de alcanzarse. “Tenemos que ponernos serios y regresar a la isla a hacer observaciones hasta morir”.

El científico refirió que este tipo de astronomía abre una nueva ventana al cosmos, la cual se anticipa al ­desarrollo y observaciones de los grandes telescopios que buscarán las mismas señales. “Estamos viviendo tiempos muy emocionantes en la ciencia y tenemos la fortuna de formar ­parte de ello”.

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