El Instituto de Física de Cantabria -IFCA, centro mixto de la Universidad de Cantabria (UC) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), liderará la misión ARRAKIHS, que acaba de ser seleccionada oficialmente por el Comité del Programa de Ciencia de la Agencia Europea del Espacio (ESA, por sus siglas en inglés) con el objetivo de que sea lanzada en 2030. Así fue anunciado ayer, miércoles, por el Ministerio de Ciencia e Innovación.

El equipo investigador responsable de ARRAKIHS estará liderado por Rafael Guzmán, investigador del CSIC, miembro del Grupo de Cosmología Observacional e Instrumentación del IFCA y profesor en la Universidad de Florida, la Universidad Complutense de Madrid (UCM), el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), el Centro de Astrobiología (CAB, INTA-CSIC) y el Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA), en colaboración con la empresa Satlantis.

La misión ARRAKIHS (acrónimo de “Analysis of Resolved Remnants of Accreted galaxies as a Key Instrument for Halo Surveys”) fue presentada al programa de las Misiones-F (Fast Missions Oportunities) de la ESA en febrero de este año, y en su desarrollo participa un consorcio internacional, con centros de investigación de España, Suiza, Reino Unido, Bélgica, Suecia, Austria y Estados Unidos, respondiendo al anuncio publicado por la ESA diciembre de 2021. Posteriormente, en agosto, recibió el apoyo del Ministerio de Ciencia e Innovación a través de su habilitación en el programa PRODEX de la ESA, gestionado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico e Industrial (CDTI).

El principal objetivo científico de la misión es el estudio de la materia oscura del universo, que de acuerdo con diferentes observables cosmológicos podría ser hasta cinco veces más abundante que la materia ordinaria. Debido a sus propiedades, su detección directa es muy compleja y, por ahora, solo somos conscientes de su existencia a través de sus efectos gravitatorios. Son precisamente estos efectos sobre los satélites que orbitan en el halo de galaxias como nuestra Vía Láctea, los que ARRAKIHS podrá descubrir y caracterizar para poder desvelar la naturaleza de la materia oscura.

Un hito astronómico

Para la misión, la empresa Satlantis ha diseñado y desarrollado una cámara binocular visible e infrarroja que va a permitir obtener imágenes de cien galaxias similares a la Vía Láctea, llegando a un brillo superficial 5-100 veces más profundo que las mejores imágenes tomadas desde observatorios terrestres. La profundidad, resolución y gran campo de las imágenes que proporcionará ARRAKIHS, supondrán un hito astronómico y proporcionarán una información clave sobre el conocimiento de la materia oscura en el universo y el origen del mismo.

A través de estas imágenes, y mediante novedosas metodologías de procesado de señal, se espera poder determinar si la naturaleza de la materia oscura, como apuntan otras observaciones cosmológicas, es del tipo frío, es decir, formada por partículas que se mueven a velocidades no-relativistas (se mueven a velocidades significativamente más pequeñas que la luz). Este es un aspecto clave, ya que si bien el modelo de materia oscura fría parece ser el preferido por las observaciones cosmológicas en gran escala, algunas de sus propiedades en escalas pequeñas, del tamaño de los halos de galaxias, presentan cierta tensión con las observaciones actuales.

De esta forma, la sensibilidad y ultra-bajo brillo superficial que se espera obtener con ARRAKIHS, permitirán confirmar o no las predicciones del modelo de materia oscura fría a escalas de los halos de galaxias, y a niveles de brillos superficiales aún inexplorados.

Además, el IFCA albergará el centro de procesado de datos de la misión, clave para obtener el máximo conocimiento posible de la materia oscura a partir de los datos de ARRAKIHS.