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La expansión del Universo
El principio del Universo y la paradoja de Olbers
La edad del Universo por la constante de Hubble
La edad del Universo por sus constituyentes
La aceleración de la expansión y la energía oscura

La materia oscura
La materia oscura en las galaxias
La materia oscura intergaláctica
La naturaleza de la materia oscura bariónica
La observación de las enanas rojas y marrones
La microlente gravitacional
La naturaleza de la materia oscura exótica
Los detectores de materia oscura exótica

El futuro del Universo
El futuro de las estrellas, galaxias y cúmulos
La evaporación de los agujeros negros
La desaparición de la materia
La posibilidad de un Big Crunch

 

 

 

 

Hubble_ultra_deep_field

El campo ultra profundo de Hubble, una imagen de una pequeña porción del cielo en la constelación Fornax (el horno), tomada por el telescopio espacial Hubble del del 3 de septiembre de 2003 al 16 de julio de 2004. Se eligió la porción de cielo, ya que posee pocas estrellas brillantes cercanas. Crédito: NASA and the European Space Agency.

 

La microlente gravitacional

Antes que estudiar directamente un tipo dado de candidato a título de materia oscura, como las enanas rojas o marrones, es también interesante precisar nuestro conocimiento de esta masa oculta por posibles efectos indirectos. Los años noventa han visto, así pues, el desarrollo de una técnica destinada a detectar indirectamente la materia oscura presente en el halo de nuestra Galaxia.

Las lentes gravitacionales

Este método se basa en el fenómeno de lente gravitacional. Éste se produce cuando dos cuerpos se alinean en la misma línea de visión. Como lo muestra la relatividad general, el cuerpo más próximo puede entonces desviar y concentrar los rayos luminosos del cuerpo más lejano. El resultado, para un observador terrestre, es un fuerte y súbito aumento de la luminosidad aparente del cuerpo más distante.

Este fenómeno puede utilizarse para detectar objetos oscuros en el halo de nuestra Galaxia. En efecto, estos objetos no están fijos, sino se desplazan lentamente. Si, por casualidad, uno de ellos pasa exactamente entre nosotros y una estrella más distante, la intensidad aparente de esta última aumentará fuertemente. Así, por ejemplo, si la luz de una estrella situada en una de las Nubes de Magallanes ve su resplandor aparente aumentar temporalmente, es posible que eso sea debido al paso de un objeto oscuro en su línea de visión.

Obviamente, tal variación de luminosidad puede también ser causada por un fenómeno cataclísmico del tipo nova. Es, sin embargo, posible distinguir las dos situaciones observando la amplificación en dos longitudes de onda diferentes. En efecto, las variaciones de luminosidad debidas a una lente gravitacional son independientes de la longitud de onda en cuestión, mientras que las variaciones debidas a un cambio al nivel de la estrella dependen de ella.

La observación de un efecto de lente gravitacional sólo hace probar la existencia de objetos oscuros en el halo. La duración y amplitud del fenómeno pueden aportarnos numerosos datos como la velocidad, la distancia y la masa del cuerpo.

La principal dificultad reside en el hecho de que la probabilidad del fenómeno es extremadamente baja. Para tener una oportunidad razonable de detectar uno, es necesario, así pues, observar simultáneamente un enorme número de estrellas situadas fuera del halo. Esto es afortunadamente posible en la dirección de las Nubes de Magallanes. Es también interesante observar la región del bulbo galáctico, lo que permite detectar cuerpos oscuros en el disco galáctico antes que en el halo.

Los programas de observación

Los años noventa vieron la puesta en marcha de varios programas de detección de lentes gravitacionales en la Galaxia. Podemos citar en particular la experiencia EROS entre 1990 y 2003, la colaboración MACHO entre 1993 y 1999, seguida de Supermacho desde el 2001, el proyecto OGLE que continúa desde el 1992 y la colaboración MOA desde el 1998.

Estos programas de observación aún no han dado valores medios muy precisos a causa de la escasez de los acontecimientos de microlente gravitacional. Excluyen, en todo caso, la materia oscura bariónica como la explicación principal de la masa oculta. Parecen, por el momento, indicar que los cuerpos formados de bariones sólo representan como máximo el 20 por ciento de la masa del halo galáctico.

 

microlente

 

Foto: NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTER / FRANCIS REDDY.
Un equipo internacional de astrónomos, liderados por expertos de la Universidad de Ohio, han detectado un planeta orbitando una estrella enana marrón, usando la técnica de la microlente gravitacional. Se trata del primer descubrimiento que se realiza con este método aún muy desconocido.

 

La conclusión de estas observaciones es que la materia oscura bariónica sólo constituye una escasa fracción de la materia oscura total de las galaxias y del Universo; un resultado, de acuerdo con las observaciones del satélite WMAP, que ha mostrado que la materia bariónica (luminosa u oscura) sólo representa el 17 por ciento de la materia total presente en el Universo. Otra explicación es, por tanto, necesaria para dar cuenta de esta masa oculta: la materia oscura exótica.

 

 

ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA - ANTONIO HERAS - SON FERRER (CALVIÁ)

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