La mitad de las estrellas del Universo, ¿fuera de las galaxias?

Un equipo de investigadores del Caltech acaba de sugerir la extraordinaria posibilidad de que la mitad de las estrellas del Universo podrían no estar dentro de las galaxias, sino fuera de ellas, en forma de estrellas solitarias. Si el hallazgo se confirma, se habría resuelto el problema de la "materia ordinaria perdida" en el Universo, una cuestión que obsesiona a los astrónomos desde hace décadas. El estudio se ha publicado recientemente en Science.

Debido a que la luz procedente de las estrellas solitarias es tan debil, su detección ha resultado imposible hasta el momento. Sencillamente, nadie sabía que estaban ahí, aunque los cosmólogos llevan mucho tiempo sospechando que "ahí fuera" podría haber mucho más de lo que parece. Ahora, y utilizando una nueva técnica que permite distinguir a estos "vagabundos estelares", los investigadores han descubierto una enorme cantidad de ellos. Tantos, que podrían incluso resolver el misterio de la "materia ordinaria perdida".

Como todo astrónomo sabe muy bien, no se ha conseguido detectar suficiente masa como para explicar por qué el Universo se mantiene unido. Y la mayor parte de la que falta está constituida por materia oscura, esa "otra clase" de materia que no emite radiación alguna y que, por lo tanto, no puede ser detectada directamente por nuestros instrumentos. Pero incluso cuando se trata de materia ordinaria (la que sí podemos ver formando estrellas y galaxias), las cuentas no se equilibran.

De hecho, y aunque los cálculos indican que la materia ordinaria supone cerca de un 5% de la masa total del Universo (la materia oscura supone otro 23%), los astrónomos solo han podido ver la suficiente para dar cuenta del 2,5%.

Una diferencia importante y que es la base del problema de "la materia ordinaria perdida", a no confundir con el misterio de la materia oscura. En efecto, hagamos lo que hagamos, la materia oscura nunca podrá ser detectada por un telescopio (porque no emite luz), pero sí que podríamos ver la materia ordinaria perdida, si sabemos dónde mirar.

Cadáveres estelares
Los astrónomos han intentado comprender desde hace mucho dónde se esconde toda esa materia ordinaria perdida. Algunos, por ejemplo, creen que podría ocultarse dentro de los agujeros negros. O que podría existir en forma de cadáveres estelares que ya no brillan y que los instrumentos no detectan. Ni siquiera los barridos más detallados del espacio llevados a cabo con el telescopio espacial Hubble y otros grandes intrumentos han conseguido revelar dónde se encuentra toda esta materia "extra".

Lo cual llevó a los astrónomos del Caltech a preguntarse si apuntar los telescopios hacia las grandes fuentes luminosas, como son las galaxias, es la mejor manera de dar con ella. ¿Y si toda esa materia no estuviera dentro de las galaxias, sino fuera de ellas?

Para averiguarlo, el equipo diseñó un nuevo experimento llamado CIBER (Cosmic Infrared Background Experiment) para hacer frente al problema desde una perspectiva totalmente distinta, que consistía no en medir la luz de puntos concretos, sino toda la que provenía de una porción determinada de cielo. De esa forma, incluso las fuentes luminosas más débiles y difusas, que no pueden verse de forma individual, podrían ser detectadas en masa. Sería algo así como averiguar el número de espectadores en un estadio de fútbol basándose en el rugido de la multitud en lugar de ir contándolos de forma individual.

Evidentemente, esa clase de medidas no podían hacerse desde la Tierra, ya que la atmósfera arruinaría cualquier tipo de observación. Y tampoco los telescopios espaciales resultaban adecuados, ya que sus campos de visión son demasiado pequeños. "El campo de visión del Hubble es como un pequeño sello de correos -afirma Michael Zemcov, director de la investigación- mientras que CIBER tiene un campo que es veinte veces mayor que la luna llena".

Para tomar una foto con una exposición lo suficientemente larga, el equipo cargó sus instrumentos en un cohete y los disparó a 300 km de altura, bien lejos de la atmósfera. Después, cuando el cohete empezó a caer hacia la Tierra, una cámara tomó una imagen con una exposición de siete minutos, compartiendo la luz recogida con dos espectrómetros que medían su intensidad en diferentes bandas de color del infrarrojo.

Fantasmal resplandor
La medición de CIBER representaba la luz de millones de galaxias a la vez. Después, los investigadores eliminaron toda la luz que procedía de galaxias conocidas, dejando solo la que venía del espacio teóricamente vacío que hay entre ellas. Y hallaron que ese espacio entre galaxias no estaba del todo oscuro, sino que emitía un débil y fantasmal resplandor de fondo que no tenía explicación conocida.

La única solución posible era que esa luz extra procedía de estrellas que se encuentran fuera de las galaxias. Una luz demasiado debil como para distinguir esas estrellas de forma individual, pero suficiente para que CIBER detectara sus emisiones luminosas combinadas.

¿Y cómo llegaron hasta allí todas esas estrellas? Se sabe que las estrellas nacen siempre dentro de las galaxias, pero también se sabe desde hace décadas que cuando dos galaxias colisionan, muchas estrellas reciben un "golpe gravitatorio" que las expulsa del conjunto.

Para Zemcov, si esas estrellas tuvieran planetas y en ellos hubiera vida inteligente "se encontrarían muy solos. Su cielo nocturno sería profundamente negro y oscuro".

¿Pueden estas estrellas solitarias recién descubiertas aportar el 2,5 % de materia ordinaria que faltaba por observar para equilibrar las cuentas? Los investigadores creen que sí.

De hecho, los resultados de CIBER sugieren que más del 50% de las estrellas que existen podrían estar fuera de las galaxias, lo que equilibraría las cosas definitivamente. Pero son necesarios más estudios para saber si este nuevo "filón" de materia ordinaria recién hallado en el Universo es suficiente, o no, para resolver el problema de la materia ordinaria perdida.



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