Por primera vez, “pesan” cúmulos de galaxias mediante observación

By on julio 4, 2019

Europa Press |

LA JORNADA

Ciudad de México. Un método para medir la materia en los cúmulos de galaxias -los objetos más grandes de nuestro universo-, ha demostrado un equilibrio entre cantidades de gas caliente, estrellas y otros materiales.

Los resultados son los primeros en utilizar datos de observación para medir este equilibrio, que se teorizó hace 20 años, y brindarán una nueva perspectiva sobre la relación entre la materia ordinaria que emite luz y materia oscura, y sobre cómo se está expandiendo nuestro universo.

Los cúmulos de galaxias son los objetos más grandes del universo, cada uno compuesto por alrededor de mil galaxias masivas. Contienen vastas cantidades de materia oscura, junto con gas caliente y “materia ordinaria” más fría, como estrellas y gas más frío.

En un nuevo estudio, publicado en Nature Communications, un equipo internacional liderado por astrofísicos de la Universidad de Michigan en Estados Unidos y la Universidad de Birmingham en el Reino Unido utilizó datos de LoCuSS (Local Cluster Substructure Survey) para medir las conexiones entre los tres principales componentes de la masa que comprenden los grupos de galaxias: materia oscura, gas caliente y estrellas.

Los miembros del equipo de investigación pasaron 12 años reuniendo datos, que abarcan un factor de 10 millones en longitud de onda, utilizando los satélites Chandra y XMM-Newton, el estudio ROSAT All-sky, telescopio Subaru telescope, Reino Unido Infrared Telescope (UKIRT), telescopio Mayall, Sunyaev Zeldovich Array y el satélite Planck.

Usando sofisticados modelos estadísticos y algoritmos construidos por Arya Farahi durante sus estudios de doctorado en la Universidad de Michigan, el equipo pudo concluir que la suma de gas y estrellas en los grupos que estudiaron es una fracción casi fija de la masa de materia oscura. Esto significa que a medida que se forman las estrellas, la cantidad de gas caliente disponible disminuirá proporcionalmente.

“Esto valida las predicciones de la teoría de la materia oscura fría que prevalece. Todo es coherente con nuestra comprensión actual del universo”, dijo Farahi, actualmente en el Departamento de Física de la Universidad Carnegie Mellon.

Graham Smith, de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Birmingham e Investigador Principal de LoCuSS, dice: “Una cierta cantidad de material dentro del universo se colapsa para formar grupos de galaxias.

“Pero una vez que se forman, estos grupos son ‘cajas cerradas’. El gas caliente ha formado estrellas, o aún permanece como gas, pero la cantidad total permanece constante”.

“Esta investigación se basa en más de una década de inversiones en telescopios”, agrega el profesor August E. Evrard, de la Universidad de Michigan. “Al usar estos datos de alta calidad, pudimos caracterizar 41 cúmulos de galaxias cercanos y encontrar una relación especial, específicamente el comportamiento anti-correlacionado entre la masa en estrellas y la masa en gas caliente. Esto es significativo porque estas dos mediciones juntas nos dan “la mejor indicación de la masa total del sistema”.

Los hallazgos serán cruciales para los esfuerzos de los astrónomos por medir las propiedades del universo en su conjunto. Al obtener una mejor comprensión de la física interna de los cúmulos de galaxias, los investigadores podrán comprender mejor el comportamiento de la energía oscura y los procesos detrás de la expansión del universo.

“Los cúmulos de galaxias son intrínsecamente fascinantes, pero en muchos aspectos aún son objetos misteriosos”, agrega Smith.

“Desentrañar la compleja astrofísica que gobierna estos objetos abrirá muchas puertas a una comprensión más amplia del universo.

Esencialmente, si queremos poder afirmar que entendemos cómo funciona el universo, debemos entender los cúmulos de galaxias”.

“Estas medidas están sentando las bases para una ciencia precisa con grupos de galaxias”, dice el profesor Alexis Finoguenov, miembro del equipo con sede en la Universidad de Helsinki.

Los datos fueron recolectados de satélites como el XMM-Newton. Imagen tomada de www.cosmos.esa.int

 

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