A continuación, estaremos hablando sobre el impresionante cúmulo de galaxias MACS J0416.1-2403. Veremos cuáles son sus características más sobresalientes y cómo ha ayudado a los científicos a estudiar la materia oscura cuando los telescopios apuntan hacia dicho cúmulo.
Características de MACS J0416.1-2403
MACS J0416.1-2403, conocido también como, MACS J0416, es un vistoso cúmulo de galaxias que se encuentra aproximadamente 4 mil millones de años luz de distancia de la Tierra, específicamente en la constelación de Eridanus. La masa de MACS J0416 es de alrededor de 160 000 miles de millones (160 000 000 000 000) de masas solares.
Curiosamente, este gran cúmulo de galaxias funciona como un gran lente cósmico. Al comparar MACS J0416 con otros cúmulos de galaxias que se estudian, se puede decir que MACS J0416 es más eficiente a la hora de observar y obtener imágenes de galaxias en el fondo. Debido a su gran gravedad puede doblar, magnificar e intensificar la luz proveniente de los objetos más lejanos que están detrás del cúmulo, como otras galaxias, permitiendo a los astrónomos así estudiarlas. De hecho, es uno de los seis cúmulos Galácticos de los cuales el Hubble estudia mediante las lentes gravitacionales en su programa Frontier Fields (campos fronterizos).
¿Qué es una lente gravitacional?
De esta manera, se presenta un fenómeno físico llamado lente gravitacional, predicho por la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, que nos dice que la curvatura del espacio-tiempo produce que la trayectoria de la luz que proviene de un objeto lejano (por ejemplo, una galaxia) que pasa a través de un objeto intermedio (en este caso el cúmulo masivo de galaxias MACS J0416) se doble y se distorsione.
Así, la luz proveniente de la galaxia lejana se magnifica por la gran masa del objeto que está en primer plano por donde pasa, y permite que los científicos puedan estudiarla, incluso si esta galaxia está fuera del rango de observación del telescopio. De ahí, la importancia de las lentes gravitacionales.
Las lentes gravitacionales actúan como una gran lupa distorsionando la luz de los objetos del fondo haciendo que se vean como rayas y arcos al momento de capturar la imagen. Es por eso que vemos en la siguiente imagen muchos arcos y formas alargadas en la parte central del cúmulo en color amarillo.
El cúmulo de galaxia MACS J0416 y la materia oscura
La materia oscura no emite, absorbe, ni refleja la luz, solo podemos detectarla a través de su atracción gravitacional sobre la materia visible en el espacio. Por lo tanto, la materia oscura sigue siendo tan escurridiza como el gato de Cheshire de Alicia en el país de las maravillas, donde únicamente se ve su sonrisa (en forma de gravedad), pero no al animal en sí, comenta la NASA en esta noticia.
Una forma en que los astrónomos pueden detectar la materia oscura es midiendo cómo su gravedad distorsiona el espacio, es decir, el efecto de las lentes gravitacionales, explicado más arriba. Es por eso que los cúmulos de galaxias son perfectos para estudiar la materia oscura. MACS J0416 contiene grandes cantidades de materia que no se ve, dejando una huella o camino detectable en la luz visible al distorsionar las imágenes de las galaxias de fondo. Lo que nos permite detectar la distribución de materia oscura y realizar un mapa con dicha distribución. Por ejemplo, en la siguiente imagen podemos ver el mapeado del cúmulo de galaxias MACS J0416.
La galaxia más lejana descubierta hasta el momento gracias al cúmulo MACS J0416.1-2403
Los astrónomos apoyan sus observaciones en grandes cúmulos de galaxias para aprovechar el efecto de las lentes gravitacionales y observar mucho más atrás haciendo «zoom». De esta manera, en el 2016 enfocaron los telescopios Hubble y Telescopio espacial Spitzer de la NASA hacia el gran cúmulo de galaxias MACS J0416.1-2403, y fue allí donde descubrieron la galaxia más distante, la llamaron GN-z11.
La luz de GN-z11 ha viajado durante aproximadamente 13 400 millones de años. Es decir, estamos viendo la galaxia GN-z11 como era exactamente hace 13 400 millones de años en el pasado. GN-z11 se formó a «solo 400 millones» de años después del Big Bang, lo que la convierte en la galaxia más joven descubierta después de la gran explosión. La galaxia GN-z11 se encuentra en dirección a la constelación de Ursa Major.
Referencias
National Aeronautics and Space Administration. (2021). Galaxy Cluster Macs J0416.1-2403. Recuperado de: https://hubblesite.org/contents/media/products/01FHTMMRBPV6JM4PR5ZJ3389DQ?filterUUID=9bb30820-7f4a-4021-afa8-518402f20435
National Aeronautics and Space Administration. (2016). Los telescopios se combinan para empujar la frontera en los cúmulos de galaxias. Recuperado de: https://chandra.harvard.edu/photo/2016/frontier/
National Aeronautics and Space Administration. (2016). El equipo del Hubble rompe el récord de distancia cósmica. Recuperado de: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2016/hubble-team-breaks-cosmic-distance-record
