Descubren que el Universo puede expandirse a diferentes velocidades

El revolucionario descubrimiento, logrado gracias a la observación de tipos específicos de supernovas, fue premiado en 2011 con el Nobel de Física. Y ahora, un cuarto de siglo después y usando la misma técnica, los más de 400 científicos de 25 instituciones internacionales que trabajan en el DES (Dark Energy Survey, o Encuesta de Energía Oscura) acaban de publicar los resultados de un análisis sin precedentes. Y han descubierto que, a pesar de que en general sus datos son consistentes con el actual modelo cosmológico, el llamado modelo de 'materia oscura fría Lambda' (ΛCDM), la misteriosa energía oscura podría no ser siempre igual a lo largo del tiempo, como se creía hasta ahora, lo que obligaría a modificarlo parcialmente. El hallazgo, presentado durante la 243 reunión de la Sociedad Astronómica Americana, celebrada hace unos días en Nueva Orleans, se publicará próximamente en The Astrophysical Journal.

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José Manuel Nieves

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Los resultados se han basado, esta vez, en más de 5 años de estudio de 1.500 supernovas diferentes (en 1998 solo se analizaron 52), observadas con la Dark Energy Camera, una cámara digital de 570 megapíxeles construida en el Fermilab y montada en el telescopio Víctor M. Blanco, en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo, en Chile. Se trata de la mayor muestra de supernovas recolectada hasta ahora por un único instrumento.

Los científicos de DES usan cuatro técnicas diferentes para llevar a cabo sus análisis, aunque esta vez decidieron hacerlo del mismo modo en que se hizo hace 25 años aunque, eso sí, con una muestra casi treinta veces mayor de supernovas. La técnica requiere datos de una clase específica de supernovas, las de 'tipo Ia', que ocurren cuando una estrella muerta extremadamente densa, una enana blanca, absorbe masa de una estrella compañera hasta que alcanza una masa crítica y explota. Dado que la masa crítica es casi la misma para todas las enanas blancas, todas las supernovas tipo Ia tienen siempre el mismo brillo real, por lo que constituyen unos excelentes marcadores de distancias. Por eso, cuando los astrofísicos comparan los brillos aparentes de dos supernovas tipo Ia vistas desde la Tierra, pueden determinar sus distancias relativas de nosotros.

Gracias a muestras cada vez mayores de estas supernovas, los astrofísicos pueden trazar la historia de la expansión cósmica. Para ello combinan, en cada supernova, su distancia y la rapidez con la que se está alejando de la Tierra debido a la expansión del Universo. De esta forma, pueden también determinar la densidad de la energía oscura en momentos concretos del pasado y saber si se ha mantenido, o no, constante.

Para localizar las 1.500 supernovas del tipo Ia, los investigadores de DES observaron, durante 758 noches, más de dos millones de galaxias distantes con la Dark Energy Camera, en busca del brillo inconfundible de estas explosiones estelares. Los datos obtenidos se combinaron después con los del telescopio Planck de la Agencia Espacial Europea. Y entre los resultados surgió la intrigante posibilidad de que la energía oscura no tenga siempre la misma densidad.

«Hay indicios tentadores de que la energía oscura cambia con el tiempo -afirma Tamara Davis, de la Universidad de Queensland en Australia y co-coordinadora del Grupo de Trabajo DES Supernova-. Encontramos que el modelo más simple de energía oscura, ΛCDM, no es el que mejor se adapta. No está tan lejos como para descartarlo, pero en la búsqueda por comprender qué está acelerando la expansión del Universo, ésta es una nueva e intrigante pieza del rompecabezas. Podría ser necesaria una explicación más compleja».

Mientras se daban a conocer los resultados, Davis confiesa que «estaba temblando. Definitivamente fue un momento emocionante».

Por supuesto, para llegar a una conclusión definitiva, los científicos necesitarán más datos. Algo que DES, sin embargo, no podrá proporcionar ya que la encuesta dejó de tomar nuevos datos en enero de 2019. Por eso, habrá que esperar a los que proporcionen futuros estudios de energía oscura como el Legacy Survey of Space and Time, LSST, que se llevará a cabo en el Observatorio Vera C. Rubin, cuya entrada en funcionamiento está prevista para finales de este mismo año.