En los cúmulos de galaxias hay una fracción de estrellas que vagan hacia el espacio intergaláctico porque son arrastradas por enormes fuerzas de marea generadas entre las galaxias del cúmulo. La luz emitida por estas estrellas se llama luz intracúmulo (ICL) y es extremadamente débil. Su brillo es menos del 1% del brillo del cielo más oscuro que podemos observar desde la Tierra. Esta es una de las razones por las que las imágenes tomadas desde el espacio son muy valiosas para analizarlo. Las longitudes de onda infrarrojas nos permiten explorar cúmulos de galaxias de una manera diferente a la luz visible. Gracias a su eficiencia en longitudes de onda infrarrojas y la nitidez de las imágenes del Telescopio Espacial James Webb, los investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) Mireia Montes e Ignacio Trujillo han podido explorar la luz intracúmulo de SMACS-J0723.3-7327 con un nivel de detalle sin precedentes. De hecho, las imágenes del JWST del centro de este cúmulo tienen el doble de profundidad que las imágenes anteriores obtenidas por el Telescopio Espacial Hubble.
“En este estudio mostramos el gran potencial del Telescopio Espacial James Webb para observar un objeto tan débil”, explica Mireia Montes, primera autora del artículo. «Esto nos permitirá estudiar cúmulos de galaxias que están mucho más lejos y con mucho más detalle«, añade.
“El Telescopio Espacial James Webb nos permitirá caracterizar la distribución de la materia oscura en estas enormes estructuras con una precisión sin precedentes«
Para analizar esta luz «fantasmal» extremadamente tenue, además de necesitar la capacidad de observación del nuevo telescopio espacial, los investigadores han desarrollado nuevas técnicas de análisis, que mejoran los métodos existentes. «En este trabajo, necesitábamos hacer un procesamiento adicional a las imágenes del Telescopio Espacial James Webb para poder estudiar la luz intracúmulo, ya que es una estructura débil y extendida. Eso fue clave para evitar sesgos en nuestras mediciones«, insiste Montes.
Gracias a los datos obtenidos, los investigadores han podido demostrar el potencial de la luz intracúmulo para estudiar y comprender los procesos que intervienen en la formación de estructuras tan masivas como los cúmulos de galaxias. «Al analizar esta luz difusa encontramos que las partes internas del cúmulo se están formando por una fusión de galaxias masivas, mientras que las partes externas se deben a la acumulación de galaxias similares a nuestra Vía Láctea«, señala.
Una mirada más profunda hacia nuestro universo y sus secretos
Pero estas observaciones no solo ofrecen pistas sobre la formación de cúmulos de galaxias, sino también sobre las propiedades de un componente misterioso de nuestro universo: la materia oscura. Las estrellas que emiten la luz intracúmulo siguen el campo gravitatorio del cúmulo, lo que hace de esta luz un excelente trazador de la distribución de la materia oscura en estas estructuras.
“El Telescopio Espacial James Webb nos permitirá caracterizar la distribución de la materia oscura en estas enormes estructuras con una precisión sin precedentes y arrojar luz sobre su naturaleza básica”, concluye Ignacio Trujillo, segundo autor del artículo.
El artículo se publica en The Astrophysical Journal Letters.
