Un equipo internacional de astrónomos ha identificado un fenómeno cósmico excepcional conocido como Cúmulo de Einstein, que presenta cinco imágenes distintas de una galaxia distante, una desviación de las cuatro imágenes típicas. Este hallazgo, centrado en la galaxia HerS-3, proporciona una visión sin precedentes de la esquiva materia oscura, cuya influencia gravitacional en la luz es un método de detección primario.
El descubrimiento inicial fue realizado por el astrónomo francés Pierre Cox utilizando el Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) en los Alpes franceses. La peculiar configuración de cinco imágenes, que inicialmente se pensó que podría ser un error instrumental, fue confirmada posteriormente mediante observaciones del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile. La presencia de una quinta imagen central no podía explicarse únicamente por la materia visible, lo que llevó a los investigadores a postular la existencia de un halo masivo e invisible de materia oscura.
Charles Keeton, astrofísico teórico de la Universidad de Rutgers, junto con la estudiante de posgrado Lana Eid, llevaron a cabo modelos computacionales detallados de la configuración del lente gravitacional. Sus simulaciones demostraron que las cuatro galaxias visibles que desvían la luz no podían producir por sí solas la configuración de cinco imágenes. La inclusión de un halo de materia oscura masivo e invisible fue necesaria para que el modelo coincidiera con las observaciones, proporcionando así una evidencia indirecta concluyente de esta sustancia enigmática.
La materia oscura, que constituye aproximadamente el 80% de toda la materia en el universo, es indetectable directamente ya que no emite ni absorbe luz. Los astrónomos solo pueden detectarla a través de sus efectos gravitacionales. El Cúmulo de Einstein de HerS-3 ofrece un laboratorio único para estudiar cómo la materia oscura influye en la formación de galaxias en el universo temprano. La magnificación causada por el lente gravitacional permite al equipo estudiar HerS-3 con un detalle sin precedentes, revelando que la galaxia es una estrella luminosa con un disco inclinado y rotatorio, y fuertes flujos de gas desde su centro.
La investigación, publicada en The Astrophysical Journal, subraya el valor de la colaboración científica internacional y el uso de instalaciones astronómicas avanzadas, incluyendo el Very Large Array (VLA) y el Telescopio Espacial Hubble de la NASA. El equipo anticipa que futuras observaciones podrían descubrir características adicionales, como gas en expansión de la galaxia, lo que proporcionaría más información sobre las propiedades de la materia oscura y serviría como una prueba para los modelos de lentes gravitacionales y las teorías físicas. Este trabajo resalta el papel crucial de la infraestructura científica de EE. UU. en el avance de la comprensión cósmica.