Un equipo de cosmólogos del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha desarrollado un modelo que permite realizar el censo más preciso de los halos de materia oscura, las estructuras invisibles que actúan como andamiaje del universo y sostienen la formación de galaxias.
El estudio, publicado en Astronomy & Astrophysics Letters, introduce el modelo GPS+, que predice con precisión la abundancia de halos de materia oscura a lo largo de los 13.800 millones de años de historia del universo. Según Elena Fernández García, investigadora del IAA-CSIC y primera autora, "algunos halos albergan galaxias muy pequeñas, otros contienen galaxias como la Vía Láctea, y los más masivos pueden reunir enormes cúmulos con cientos o miles de galaxias".
A diferencia de aproximaciones previas, que podían desviarse hasta en un 80% en el universo primitivo, GPS+ reduce las discrepancias a 10-20%, especialmente en los extremos de masa, donde la incertidumbre era mayor. Juan Bencort Rijo, investigador del IAC, destaca que el modelo incorpora la complejidad de las estructuras irregulares de materia y los detalles del colapso gravitatorio, logrando así una descripción más fiel de la formación de los halos y la evolución galáctica.
Validación con simulaciones Uchuu
Para comprobar la solidez del modelo, los investigadores lo compararon con Uchuu, un conjunto de simulaciones cosmológicas de alta precisión ejecutadas en el superordenador Fugaku, en Japón, bajo la coordinación del investigador Tomoaki Ishiyama, de la Universidad de Chiba. José Ruedas, del IAA-CSIC, responsable de la base de datos Skies & Universes, indica que los catálogos generados están disponibles para la comunidad científica, facilitando su uso en estudios futuros.
Las simulaciones Uchuu no solo verifican el modelo GPS+, sino que también mejoran las herramientas para interpretar observaciones actuales de telescopios como el James Webb Space Telescope, que estudia galaxias muy lejanas formadas en las primeras etapas del universo.
Implicaciones para cartografiados del cielo
El modelo GPS+ permitirá analizar con mayor detalle datos de proyectos como DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), cuyo objetivo es reconstruir la distribución de materia a gran escala y avanzar en la comprensión de la energía oscura. Según Fernández, disponer de un censo más exacto de los halos es esencial para conectar las observaciones astronómicas con los modelos teóricos y evaluar si la descripción del universo, incluida la materia y energía oscura, se ajusta a la realidad.
El modelo GPS+ ya está disponible internacionalmente, lo que facilitará su incorporación a futuros estudios y simulaciones cosmológicas.