Un choque cósmico épico puede haber revelado evidencia de la materia faltante del universo : Heaven32

Una colisión entre algunas de las estructuras más grandes del espacio acaba de darnos una pista sobre uno de los mayores misterios del Universo: la ubicación de toda una pila de materia perdida.

En el cúmulo de galaxias Abell 98, en el que dos subgrupos están en proceso de fusión, los científicos han encontrado un filamento de gas consistente con algo llamado medio intergaláctico cálido-caliente (WHIM).

Esta niebla de plasma que se cree que flota entre las galaxias resulta ser uno de los principales candidatos para la ubicación de un déficit en la cantidad de partículas visibles de variedad de jardín llamadas ‘materia bariónica’ medidas en el Universo local.

La evidencia previa sugiere que el WHIM está ahí fuera, pero se ha demostrado que es difícil localizar suficiente material para argumentar cómo contribuye a la falta de bariones.

“Ha resultado excepcionalmente difícil encontrar estos filamentos de materia perdida, y solo se conocen unos pocos ejemplos”. dice el astrofísico Arnab Sarkar del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA). “Estamos emocionados de que probablemente hayamos identificado a otro”.

La materia que falta es una de las preguntas más extrañas que tenemos sobre el Universo. Conocemos, más o menos, la distribución de materia/energía en todo el cosmos. La mayor parte es material que no podemos detectar y, por lo tanto, ni siquiera sabemos qué es: el 68 por ciento en forma de energía oscura y el 27 por ciento como materia oscura.

El 5 por ciento restante es materia bariónica. Esa es la materia que podemos detectar y de la que está hecho todo lo que vemos: estrellas, planetas, polvo, galaxias, nubes, agujeros negros, humanos.

Sabemos cuánta materia bariónica había en el momento del Big Bang porque nos queda radiación de esa época, el fondo cósmico de microondas (CMB), que los científicos han podido decodificar.

Sin embargo, cuando los científicos comenzaron a hacer un balance de la materia bariónica que nos rodea hoy en día, los números no cuadraron. Falta mucho, entre la mitad y un tercio de lo pronosticado en base al CMB.

Una posible ubicación para esto es el CAPRICHO; filamentos de gas con temperaturas entre 10.000 y 10 millones de Kelvin, en los que los bariones se calientan y comprimen. Sin embargo, localizar estas tenues estructuras en el espacio entre galaxias mucho más brillantes ha sido complicado.

Ingrese a Abell 98, un cúmulo de galaxias a unos 1.400 millones de años luz de distancia. Las observaciones de rayos X de Abell 98 han revelado estructuras de gas caliente entre dos subgrupos. A principios de este año, Sarkar y sus colegas publicaron un análisis que encontró que este filamento contiene una onda de choque gigante a medida que se unen los subgrupos.

Su análisis también investigó las propiedades del filamento de gas y encontró dos regímenes de temperatura distintos: uno a 20 millones de Kelvin y el segundo a 10 millones de Kelvin. El gas más caliente, dicen los investigadores, es probablemente el resultado de la superposición de los halos de gas alrededor de los dos subgrupos.

El gas más frío, por otro lado, es consistente con el extremo más caliente y más denso del rango teórico WHIM, encontró el equipo.

En un segundo artículo, un equipo de investigadores dirigido por la astrofísica Gabriella Alvarez de CfA encontró más evidencia de WHIM, no en el espacio entre los dos subgrupos, sino en el lado opuesto del subgrupo, lejos del frente de choque. . Esto también era consistente con WHIM más denso.

“Estas medidas”, escriben los investigadores en el artículo“proporcionan evidencia tentadora de la presencia de una estructura a mayor escala, con el WHIM difuso conectado a las afueras del cúmulo a lo largo de filamentos cósmicos”.

Todavía no hemos identificado suficientes WHIM para dar cuenta de todos los bariones que faltan. También podría estar escondido en otros lugares; la evidencia sugiere que algunos pueden estar escondidos en los filamentos de gas que se extienden entre las galaxias, o al acecho como nubes de gas delgado en el espacio intergaláctico.

Pero nuestras herramientas para detectar WHIM se están volviendo más poderosas, con telescopios de rayos X de nueva generación surcando los cielos. Cuando miren en los vacíos entre las estrellas, deberían revelar aún más secretos del espacio profundo y lo que se esconde en él.

Los dos documentos deben aparecer, respectivamente, en Las cartas del diario astrofísico y El diario astrofísicoy están disponibles en arXiv. se pueden encontrar aquí y aquí.

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