Materia oscura al descubierto: el mapa del James Webb revela los filamentos que conectan galaxias
Durante décadas, la materia oscura ha sido uno de los grandes enigmas de la cosmología. Sabemos que domina el contenido material del universo —alrededor del 85%—, pero no emite luz ni interactúa con ella, lo que la hace prácticamente indetectable de forma directa. El estudio publicado en Nature Astronomy supone un salto cualitativo: por primera vez, los astrónomos disponen de un mapa de alta resolución que no solo localiza los grandes cúmulos de materia oscura, sino que revela su entramado fino, una red de filamentos que conecta galaxias y vacíos a escala cósmica.
La investigación ofrece la cartografía más detallada hasta ahora del llamado “andamiaje invisible” del universo. Utilizando datos del telescopio espacial James Webb, el equipo internacional liderado por Diana Scognamiglio, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, ha reconstruido la distribución de la materia oscura en una región muy estudiada del cielo: el campo COSMOS.
El resultado es un mapa con más del doble de precisión que los obtenidos previamente con el telescopio Hubble. En él se observan no solo los grandes cúmulos galácticos, sino también los filamentos delgados de materia oscura —el llamado “esqueleto cósmico”— que los conectan y que estructuran el universo a gran escala.
Uno de los hallazgos centrales del estudio es la confirmación observacional de una idea clave del modelo cosmológico actual: la materia oscura se agrupó primero y, gracias a su gravedad, atrajo posteriormente a la materia normal —gas, polvo y, más tarde, estrellas— hacia esos pozos gravitatorios.
En los primeros instantes tras el Big Bang, tanto la materia oscura como la materia ordinaria estaban distribuidas de manera relativamente homogénea. Sin embargo, la materia oscura comenzó a concentrarse antes, formando regiones más densas. Esas concentraciones actuaron como imanes gravitatorios que canalizaron la materia visible, dando origen a las primeras galaxias y acelerando la formación estelar.
El nuevo mapa muestra una correspondencia notable entre la distribución de la materia oscura y la de la materia normal. Para los investigadores, ese solapamiento no es casual: es la huella directa de miles de millones de años de interacción gravitatoria.
El estudio se basa en más de 255 horas de observación del James Webb sobre una región del cielo de unas 2,5 veces el tamaño de la Luna llena, en la constelación de Sextans. En ese campo, Webb identificó cerca de 800.000 galaxias, muchas de ellas observadas por primera vez.
Para “ver” la materia oscura, los científicos recurrieron a una técnica conocida como lentes gravitacionales débiles. Cuando la luz procedente de galaxias muy lejanas atraviesa regiones con grandes concentraciones de masa —incluida la materia oscura—, su trayectoria se curva ligeramente. Esas distorsiones son diminutas, pero medibles con instrumentos de alta precisión como los de Webb.
Midiendo estadísticamente las deformaciones en la forma aparente de 129 galaxias de fondo, el equipo pudo inferir cómo se distribuye la masa total a lo largo de la línea de visión. Así se obtiene un mapa indirecto, pero muy fiable, de la materia oscura.
El papel clave de Webb y del instrumento MIRI
Una de las razones del salto en resolución es la capacidad del James Webb para observar en el infrarrojo con gran sensibilidad. En particular, el uso del instrumento MIRI permitió refinar la estimación de distancias a muchas galaxias, incluso aquellas ocultas tras nubes de polvo cósmico.
Esto resultó esencial para reconstruir con mayor precisión la estructura tridimensional del universo observado. El mapa final contiene unas diez veces más galaxias que los realizados desde tierra y el doble que los obtenidos anteriormente con Hubble, lo que mejora de forma significativa la robustez estadística de las conclusiones.
Además de confirmar cúmulos ya conocidos, el mapa descubre nuevas concentraciones de materia oscura y ofrece una ventana privilegiada al llamado “mediodía cósmico”, una etapa crucial de la historia del universo, cuando tenía entre 3.000 y 5.000 millones de años y la formación estelar alcanzó su máximo.
Muchas de las estructuras detectadas en esa época aún no contienen gas caliente suficiente para ser visibles en rayos X, lo que explica por qué habían pasado desapercibidas hasta ahora. El nuevo mapa permite observar esos sistemas en formación y entender mejor cómo evolucionaron las galaxias jóvenes.
Las conclusiones del estudio se apoyan en la coincidencia sistemática entre la distribución de materia oscura reconstruida y la localización de galaxias y regiones de intensa formación estelar. Esa alineación refuerza la idea de que la materia oscura actuó como el verdadero arquitecto del universo, organizando la materia visible a lo largo de filamentos y nodos.
Además, los resultados encajan con las predicciones del modelo cosmológico estándar (ΛCDM), que describe un universo dominado por materia oscura fría y energía oscura. La nueva cartografía no solo valida ese marco teórico, sino que proporciona una herramienta de precisión para ponerlo a prueba con mayor rigor en el futuro.
Los autores del estudio consideran este mapa como un punto de referencia. En los próximos años, misiones como el telescopio Euclid de la Agencia Espacial Europea y el futuro Nancy Grace Roman Space Telescope de la NASA ampliarán este tipo de cartografía a escalas aún mayores.
El objetivo final es reconstruir mapas tridimensionales que no solo indiquen dónde está la materia oscura, sino también cuándo se formaron sus estructuras. De ese modo, los científicos podrán seguir la historia conjunta de la materia oscura, el gas y las galaxias a lo largo del tiempo cósmico. @mundiario
