Científicos de la UNAM y de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí participarán en estudios del nuevo Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA, con el objetivo de analizar la estructura de la materia oscura mediante el uso de lentes gravitacionales.
El equipo mexicano, coordinado por Octavio Valenzuela Tijerino, investigador del Instituto de Astronomía de la UNAM, desarrolla herramientas de inteligencia artificial que ayudarán a interpretar los datos obtenidos por el observatorio espacial.
La investigación, titulada The Roman Data Challenge for Dark Matter Substructure with Galaxy-Galaxy Strong Gravitational Lenses, busca utilizar las imágenes generadas por lentes gravitacionales para estudiar la llamada subestructura de la materia oscura y obtener información sobre su naturaleza.
La materia oscura no emite, absorbe ni refleja luz, pero su existencia se infiere por los efectos gravitacionales que produce sobre la materia visible. De acuerdo con la explicación proporcionada por Valenzuela Tijerino, se estima que constituye alrededor de 85 por ciento de toda la materia del universo.
Las huellas de la materia oscura en la luz
El equipo mexicano analizará las pequeñas estructuras o “texturas” que aparecen en imágenes de anillos y arcos producidos por lentes gravitacionales a escala de galaxias.
Este fenómeno ocurre cuando un objeto con una gran cantidad de masa, como una galaxia o un cúmulo de galaxias, modifica el espacio-tiempo y desvía la trayectoria de la luz proveniente de objetos situados detrás.
Regina Ramírez Ibáñez, estudiante de maestría en el Posgrado de Astrofísica de la UNAM, explicó que las imágenes recibidas presentan distorsiones y multiplicidades que permiten medir la desviación de la luz y, a partir de ella, inferir cómo está distribuida la materia que produjo esa deformación.
Las lentes gravitacionales permiten así estimar la masa de objetos astronómicos y elaborar mapas de la masa total de estructuras del universo, tanto de la materia ordinaria o bariónica como de la materia oscura.
Para Juan de Dios Rojas Olvera, estudiante de doctorado en el Posgrado de Astrofísica, estudiar las estructuras generadas por estas lentes permite obtener información no sólo sobre la masa de las galaxias, sino también sobre la naturaleza de la materia oscura y las estructuras que puede formar a escalas pequeñas.
Roman ampliará la mirada sobre el universo
El Telescopio Espacial Nancy Grace Roman contará con un campo de visión al menos 100 veces mayor que el del Hubble, con una resolución comparable, de acuerdo con la información de la UNAM.
Su instrumento principal, el Wide Field Instrument (WFI), permitirá elaborar mapas extensos y detallados del cielo y observar de manera uniforme cientos de millones de galaxias.
El investigador del Instituto de Astronomía José Antonio de Diego Onsurbe explicó que Roman complementará las capacidades de otros observatorios, entre ellos el Telescopio Espacial Hubble, el satélite Euclid y el Observatorio Vera C. Rubin.
La combinación de diferentes escalas de observación permitirá pasar del estudio de objetos individuales a la comparación de grandes poblaciones de galaxias, estrellas y planetas.
Además del estudio de la materia y energía oscuras, Roman realizará un censo de exoplanetas y generará un archivo público de datos para distintas áreas de la astronomía.
El telescopio utilizará técnicas como los tránsitos y la espectroscopía para detectar planetas fuera del Sistema Solar. También contará con un coronógrafo capaz de bloquear la luz de las estrellas para facilitar la observación directa de planetas y discos donde se forman nuevos sistemas planetarios.
Nombrado en honor a Nancy Grace Roman, considerada la primera astrónoma jefe de la NASA y una de las figuras clave en el desarrollo del Hubble, el observatorio podrá medir la luz de mil millones de galaxias a lo largo de su vida útil.
Su misión permitirá estudiar, entre otros temas, la energía oscura, los exoplanetas y la astrofísica infrarroja, mientras que la participación mexicana contribuirá al desarrollo de herramientas de inteligencia artificial para analizar uno de los grandes problemas abiertos de la cosmología: comprender la naturaleza de la materia oscura.
