Columna de Astronomía | En busca de la energía oscura desde Chile

Hace ya casi 20 años que las observaciones de supernovas distantes nos mostraron que el universo se está expandiendo en forma acelerada. Para explicar este fenómeno, además, se tuvo que recurrir a la existencia de una "energía oscura", la causante de que las galaxias se alejen unas de otras a velocidades cada vez mayores. El término energía oscura lo introdujo el astrónomo Michael Turner en el año 1998, haciendo un paralelo con el término materia oscura, que había acuñado Fritz Zwicky 65 años antes.

Sabemos que aproximadamente un 70% del presupuesto total de energía del universo está en esta forma. Las mediciones más precisas están basadas en observaciones del fondo de microondas con satélites tales como WMAP o Planck. Esta radiación proviene de una época en la cual el universo como un todo tenía una temperatura de unos 3000°C, cuando este sólo había cumplido unos 400 mil años. Estas observaciones permiten determinar condiciones físicas tales como temperatura y densidad en el universo temprano. Pero también la composición de la materia y energía del cosmos con incertezas tan pequeñas que dieron origen a lo que hoy conocemos como cosmología de precisión.

La cosmología de precisión era prácticamente exclusiva de estos satélites y algunos experimentos del fondo de microondas en Tierra. Pero esto cambió a comienzos de agosto con la publicación de los primeros resultados del proyecto Relevamiento de Energía Oscura (Dark Energy Survey, DES). Luego del primer año de observaciones, de cinco, se presentaron resultados que confirmaron lo que se habían encontrado antes. Lo más interesante de todo es que se trata de datos y análisis muy diferentes a los disponibles con WMAP y Planck. El DES toma imágenes de un área de 5000 grados cuadrados del cielo, lo que equivale a un poco más del 10% del total. Para esto utiliza una cámara de 520 Megapixeles en el telescopio de 4 m de Cerro Tololo, en Chile.

En esta primera etapa, DES obtuvo imágenes de más de 26 millones de galaxias en un cuarto del área proyectada. Si bien las imágenes por sí solas no permiten decir a qué distancias se encuentran las galaxias, sí permiten determinar estadísticamente cuales están más cerca y cuales más lejos. Los investigadores utilizaron varias técnicas para determinar la fracción de masa y energía en el universo, pero quizás la más llamativa de todas es la que está basada en lo que se denomina “lentes gravitacionales débiles”.

La trayectoria que sigue la luz se curva en presencia de un objeto masivo, en este caso una galaxia (se llama lente a esta galaxia, ya que actúa en forma similar a uno). Dependiendo de la masa del lente podemos ver desde una gran distorsión hasta una muy leve. En el régimen leve se aprecia que las galaxias se orientan ligeramente en forma tangencial al centro del lente. No es posible medir este efecto para una sola galaxia, pero cuando se dispone de millones estas pequeñas distorsiones se amplifican hasta permitirnos medir la masa de los lentes en forma global.

Es muy interesante que estos resultados de DES para el primer año de observaciones sean comparables a los obtenidos por aquellos utilizando el fondo de microondas. Esto porque esta radiación viene de una época cuando el universo tenía sólo 400 mil años y el resultado de las galaxias de DES proviene de aproximadamente 10 mil millones de años después. En los próximos años DES va a tener imágenes de unas 300 millones de galaxias, con las cuales se podrá inferir las fracciones de masa y energía oscura en el universo con mayor precisión y si alguna de estas cantidades va cambiando con el tiempo.