Hallan parte de la materia normal ausente del cosmos

Hay muchas lagunas en nuestra comprensión del universo. Sin embargo, haber encontrado parte de la materia normal ausente nos ayuda a tener una mejor imagen del cosmos. No tiene nada que ver con la materia oscura, pero es un gran descubrimiento…

La materia normal ausente del universo

Científicos encuentran parte de la materia normal ausente del universo.

Una representación del universo observable como un cubo, mostrando su estructura en la escala más grande.
Crédito: NASA, ESA, y E. Hallman (University of Colorado, Boulder)

El modelo cosmológico que utilizamos para analizar el universo se basa en una teoría que seguramente te resulte muy conocida. Por un lado, tenemos la materia bariónica. O, si lo prefieres, materia normal o luminosa. Es decir, todo lo que podemos ver a nuestro alrededor. Junto a esta materia, el universo tiene un porcentaje significativo de masa invisible. Esto último es lo que, probablemente, conozcas como materia oscura.

La materia oscura representa, aproximadamente, el 26,8% de la masa del universo. La materia normal, por su parte, un 4,9% (y el restante 68,3% correspondería a la energía oscura). Esta noticia no tiene relación con la materia oscura, así que quiero asegurarme de que no hay confusión. No tenemos evidencias, al menos por ahora, de que se haya descubierto la presencia de materia oscura. Sin embargo, hay una laguna.

Hasta ahora, alrededor del 90% de la materia normal del universo, no sabíamos dónde estaba. No había sido detectada. Gracias a dos nuevos estudios, parece que parte de la materia normal ausente estaría, por fin localizada. Se trataría, principalmente, de filamentos de gas caliente, y difuso, que conecta las galaxias entre sí. Ambos estudios, llevados a cabo por diferentes equipos, parecen haber llegado a la misma conclusión.

Filamentos de materia entre galaxias

Datos del satélite Planck, en diferentes longitudes de onda.
Crédito: ESA

Gracias a diferentes simulaciones, la principal teoría es que esa materia normal ausente debía consistir, principalmente, de hilos de materia bariónica (es decir, protones, neutrones y electrones) que flota en el espacio que hay entre galaxias. Estas regiones son conocidas como medio intergaláctico y, también, como la red cósmica. En ella, podemos encontrar gas de baja densidad a temperaturas de 105 a 107 grados Kelvin (-168 a -166ºC).

 

Ambos estudios han consultado los datos de los mapas creados por la misión Planck. Fueron presentados en 2015, y se han usado para crear un mapa termico del universo, analizando la influencia del efecto Sunyaev-Zeldovich (efecto SZ). Este efecto hace referencia a la distorsión en el espectro de la radiación de fondo de microondas. Esa distorsión está provocada por la dispersión de los fotones al encontrarse con el gas ionizado de las galaxias y las estructuras más grandes del universo.

Durante su misión, el satélite Planck midió esa distorsión de los fotones de la radiación de fondo con gran precisión. El mapa térmico resultante ha sido utilizado, desde entonces, para analizar la estructura del universo en su escala más grande. Sin embargo, los filamentos entre galaxias eran demasiado tenues para que los científicos los pudiesen estudiar. Así que estos dos equipos han recurrido a datos adicionales.

El análisis del cosmos en su estructura más grande

Mapa infrarrojo de la galaxia, mostrando el plano y la protuberancia de la Vía Láctea.
Crédito: SDSS

Con los datos del proyecto Sloan Digital Sky Survey, escogieron diferentes pares de galaxias y observaron el espacio entre ellas. A esto, le sumaron los datos térmicos que ya había obtenido el satélite Planck, para intentar reforzar las señales del efecto SZ entre galaxias. El resultado es una imagen que combina la presión del gas y la estructura del universo a gran escala, que permite analizar ese gas de baja densidad de la red cósmica.

En uno de los estudios se han utilizado 26.000 pares de galaxias junto a la información de Plack. En el otro, más de un millón. Sin embargo, los dos equipos han llegado a la misma conclusión, pero con ligeras diferencias en sus mediciones. En el primer estudio, la densidad de los filamentos entre galaxias es tres veces superior a la del vacío que los rodea. En el segundo, sin embargo, esa densidad sube hasta las seis veces.

La disparidad tiene un par de explicaciones. Por un lado, los dos métodos no son exactamente iguales (aunque sí muy parecidos). En el primer estudio, el análisis se centra en una región del universo que es mucho más cercana a la Tierra. En el segundo estudio, sin embargo, se ha analizado una región que es más lejana. Eso, de rebote, nos deja una lectura muy interesante sobre esta materia normal ausente.

La densidad de la materia bariónica

 

Ilustración que muestra la evolución del universo, desde el Big Bang (izquierda) hasta la actualidad) derecha.
Crédito: NASA

Por estos datos, se puede deducir que, con el paso del tiempo, la materia bariónica de la red cósmica ha ido perdiendo densidad. Entre los dos estudios, estamos hablando de entre el 15 y el 30% de la materia normal del universo. Es decir, todavía quedaría mucha materia normal ausente, pero es un hallazgo que no deja de tener muchísimo mérito. A fin de cuentas, comprender cómo está distribuida es un paso vital.

Hay muchos detalles del universo que aún no conocemos. Estos resultados nos dan una imagen mucho más precisa de cómo es el cosmos a nuestro alrededor. Con estudios como estos, podemos comprender mejor cómo es el universo. En cierto modo, es como crear un mapa del universo observable. Si tuviésemos la tecnología necesaria, incluso nos serviría para viajar. Pero es algo que escapa a nuestra tecnología actual (por mucho).

Lo que sí hace, a corto plazo, es ofrecernos más pistas para el estudio de la red cósmica. Es un área de la astronomía que se va a beneficiar del lanzamiento de los instrumentos de próxima generación. Telescopios y observatorios que entrarán en funcionamiento a lo largo de la próxima década. Quizá, con un poco de suerte, encontremos el resto de la materia normal ausente. Pero veremos si es así cuando llegue el momento…

Los estudios son Hideki Tanimura, Gary Hinshaw et al.; “A Search for Warm/Hot Gas Filaments Between Pairs of SDSS Luminous Red Galaxies”, publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomic Society, que puede ser consultado en arXiv; y Anna de Graaff, Yan-Chuan Cai et al.; “Missing baryons in the cosmic web revealed by the Sunyaev-Zel’dovich effect”, que puede ser consultado en arXiv.

Referencias: Universe Today

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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1 respuesta

  1. Bonderman dice:

    Leído.

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