Acabamos de ver por primera vez la misteriosa red cósmica que une el universo

Acabamos de ver por primera vez la misteriosa red cósmica que une el universo


Después de contar toda la materia luminosa normal en los lugares obvios del universo (galaxias, cúmulos de galaxias y el medio intergaláctico), aún falta la mitad. Entonces, no solo el 85 por ciento de la materia en el universo está formado por un desconocido, sustancia invisible llamada "materia oscura", ni siquiera podemos encontrar toda la pequeña cantidad de materia normal que debería estar allí.

Esto se conoce como el problema de "bariones perdidas". Los bariones son partículas que emiten o absorben luz, como protones, neutrones o electrones, que forman la materia que vemos a nuestro alrededor. Se cree que los bariones desconocidos están ocultos en estructuras filamentosas que impregnan todo el universo, también conocido como "la red cósmica".

Pero esta estructura es evasiva y hasta ahora solo hemos visto destellos de ella. Ahora un nuevo estudio, publicado en Ciencias, ofrece una mejor vista que nos permitirá ayudar a mapear cómo se ve.

La red cósmica proporciona el andamio de la estructura a gran escala en el universo, predicha por el "modelo cosmológico estándar". Los cosmólogos creen que hay una oscura red cósmica, hecha de materia oscura, y una red cósmica luminosa, compuesta principalmente de gas hidrógeno.

De hecho, se cree que el 60 por ciento del hidrógeno creado durante el Big Bang reside en estos filamentos.

La red de filamentos de gas también se conoce como "medio intergaláctico tibio-caliente"(WHIM), porque hace aproximadamente el calor del interior del sol. Es probable que se formen galaxias en la intersección de dos o más de esos filamentos, donde la materia es más densa, con los filamentos que conectan todos los cúmulos de galaxias en el universo.

Hasta ahora, no hemos podido detectar la materia oscura. Esto es porque lo hace no emitir ni absorber luz por lo que no se puede observar con los telescopios habituales. Los filamentos de la red cósmica también son muy difíciles de encontrar, ya que son muy difusos y no emiten suficiente luz para ser detectados.

Desde la predicción original, ha habido una búsqueda intensa de la red cósmica, utilizando una variedad de métodos.

Uno de estos se basa en objetos brillantes que se encuentran en el fondo a lo largo de la misma línea de visión que un filamento de gas. Los átomos de hidrógeno en los filamentos pueden absorber la luz a una longitud de onda específica en el ultravioleta. Esto se puede detectar como líneas de absorción en la luz del objeto de fondo, cuando se divide en un espectro por longitud de onda.

Este método se ha aplicado usando cuásares, que son objetos masivos muy brillantes a grandes distancias, e incluso con fondo galaxias.

Galaxias iluminando la web

El nuevo estudio ha logrado detectar el gas de una manera completamente nueva que permite obtener imágenes bidimensionales de la red cósmica, en lugar de confiar en la ubicación aleatoria de una fuente brillante detrás de la nube de gas utilizada en los estudios de absorción.

El objeto que estudiaron, pegadizo llamado SSA22, es un proto-cúmulo, lo que significa que es un cúmulo de galaxias en su infancia. Está mucho más lejos que los bits medidos anteriormente de la red cósmica: su luz viajó unos 12 mil millones de años para llegar a nosotros. Esto significa que estamos mirando hacia atrás en el tiempo a las primeras etapas del universo, permitiendo a los científicos investigar cómo se ensamblaron los filamentos.

Hace unos años, una serie de galaxias extremadamente brillantes y formadoras de estrellas llamadas "galaxias submilimétricas" fueron detectado Cerca de su centro. Este nuevo estudio ha encontrado 16 de estas galaxias y ocho potentes fuentes de rayos X, una sobredensidad rara de tales objetos en esta época temprana.

Los objetos proporcionan una gran cantidad de radiación ionizante a todos los gases de hidrógeno de los filamentos, lo que hace que emita luz que podemos detectar, una técnica que promete mucho más que la absorción.

Otro misterio que este estudio ayuda a resolver es la formación de galaxias submilimétricas. La explicación más ampliamente aceptada es que se forman como resultado de la fusión de dos galaxias normales, formando así una galaxia masiva con el doble de la cantidad de luz.

Sin embargo, simulaciones por computadora Demuestre que estas galaxias pueden crecer a partir del gas frío que fluye desde la red cósmica vecina. Este escenario es confirmado por este nuevo estudio.

  cúmulo de galaxias masivo de la simulación, con filamentos. (Joshua Borrow / C-EAGLE) cúmulo de galaxias masivo de la simulación, con filamentos. (Joshua Borrow / C-EAGLE)

Mapa detallado

El nuevo estudio allana el camino para un mapeo bidimensional más sistemático de filamentos de gas que nos puede informar sobre sus movimientos en el espacio.

Los estudios futuros ayudan a mapear aún más la red cósmica oculta. Además de observar los cúmulos de galaxias llenos de objetos brillantes, también podemos rastrear la emisión de la red en radio o radiografía longitudes de onda Sin embargo, la radiografía traza gas mucho más caliente que la mayor parte del WHIM. El propuesto Observatorio de rayos X de Athena proporcionará una imagen completa de los filamentos calientes alrededor de los cúmulos de galaxias en el universo cercano.

Otra misión propuesta para más allá de 2050 es utilizar el fondo cósmico de microondas, la luz que queda del Big Bang, como "luz de fondo" y busca huellas finas dejadas por la red cósmica.

Todas estas herramientas revelarán toda la estructura de la red cósmica y nos proporcionarán un censo definitivo de la materia en el universo.

Además, sabemos que los bariones se asientan en los filamentos de materia oscura del universo para crear sus propios filamentos, como espuma sobre una ola existente. Esto significa que los mapas detallados de los filamentos de gas pueden ayudarnos a rastrear la estructura de materia oscura más oculta y, en última instancia, ayudarnos a comprender su naturaleza misteriosa. La conversación

Andreea Font, Profesor titular del Instituto de Investigación de Astrofísica, Universidad John Moores de Liverpool.

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.

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