Un grupo de investigadores ha desarrollado un modelo que relaciona el color de una galaxia con su distancia. Algo tremendamente útil para poder medir estructuras cósmicas. Puede ser una herramienta muy importante para comprender mejor los aspectos del universo que todavía no están bien entendidos…
El color de una galaxia es una pista importante
Sabemos que el universo tiene casi 13 800 millones de años. A lo largo de esta enorme cantidad de tiempo, las asimetrías más diminutas, presentes en el inicio, se han convertido en enormes estructuras cósmicas. Las podemos observar, con la ayuda de un telescopio, en el firmamento nocturno. Cosas como galaxias como la Vía Láctea, los cúmulos de galaxias e incluso las aglomeraciones de materia y filamentos de polvo y gas, todavía más grandes. La velocidad de ese crecimiento depende de diferentes factores, al menos en el universo moderno.
Los investigadores explican que es una especie de pulso entre las fuerzas de la naturaleza. ¿Es posible que la materia oscura, que mantiene todo unido por su gravedad, y atrae más materia, aguantar el pulso de la energía oscura? Hay que recordar que ésta última es la responsable de la aceleración de la expansión del universo. Por lo que, si se puede medir esas grandes estructuras con detalle, se podrá observar esa lucha. Aquí es donde las observaciones con telescopios entran en escena. En particular, los proyectos que observan grandes regiones del cielo con precisión.
Hay algunos ejemplos de este tipo de proyectos, como el telescopio Euclid, que recientemente ha entrado en funcionamiento y ya está observando el universo. Es solo un ejemplo de esas encuestas astronómicas que buscan capturar tantas estrellas (y galaxias) como sea posible. Algo que, por supuesto, permite entender mucho mejor cuál es la estructura del universo a gran escala. El reto es, precisamente, las particularidades de esas estructuras.
El problema de la medición de distancias
Determinar las distancias, con precisión, a esas estructuras y galaxias no siempre es fácil. Es muy importante. Cuanto más lejos esté la galaxia, más tiempo habrá estado su luz viajando hasta nosotros. Por lo que la imagen del universo, en cada momento, será más antigua cuanto más vieja sea esa luz. Una fuente muy importante de la información es el color observado en una galaxia. Algo que se puede medir con telescopios terrestres y, también, con telescopios espaciales. Euclid, sin ir más lejos, es un ejemplo de telescopio capaz de ello.
En el estudio, los investigadores han analizado el conjunto de datos más grande (publicado hasta la fecha) sobre el color de diferentes galaxias y lo que cuentan sobre su distancia real. En principio, la distancia a una galaxia se puede delimitar de manera muy precisa con la espectroscopia. Esta técnica permite analizar la luz de las galaxias lejanas. A medida que el universo se expande, la luz de estas galaxias se estira al alejarse de nosotros. Este efecto es conocido como desplazamiento al rojo. También afecta a los instrumentos.
Porque provoca que cambie el color que miden esos instrumentos en la imagen de una galaxia. Su aspecto es más rojizo del que realmente tienen. Es algo parecido al efecto Doppler que experimentamos cuando una ambulancia se acerca y se aleja de nosotros. En su análisis, los investigadores han utilizado las mediciones de dos conjuntos de datos enormes. Han combinado los datos de DESI (de 230 000 galaxias) con los colores captados en la encuesta astronómica del instrumento KIDS-VIKING. Así, han podido establecer la relación entre distancia, color y brillo.
El color de una galaxia es diferente según su distancia
No hay dos galaxias iguales en el universo. Pero para cada clase de galaxias parecidas, se ha observado una relación especial entre su color y su desplazamiento al rojo. Si se puede combinar la información sobre distancia, con las mediciones del aspecto de la galaxia, explican, se puede deducir cómo son las estructuras a gran escala a partir de la perturbación de la luz. Los resultados han hecho posible determinar la auténtica distancia a cada galaxia captada por telescopios como Euclid. Así, han podido comprender mejor el comportamiento de esas estructuras.
Han apreciado diferencias entre su aspecto en el pasado y en el presente. Esto permitirá entender mejor la evolución del universo. Lo mejor de todo esto es que, para ver esa evolución, no es necesario esperar miles de millones de años. Basta con tomar mediciones a distintas distancias de nuestro planeta. Con solo imágenes, sin embargo, no es posible, porque no se puede determinar la distancia sin más recursos. Aquí es donde el modelo sobre el color aparente de la galaxia entra en escena, porque permite determinar a qué distancia podría estar.
El principal objetivo de la observación y distribución (cómo están repartidas) precisas de estas galaxias a diferentes distancias permitirá entender mejor la relación entre la materia y la energía oscura. Para entender qué está sucediendo, habrá que fijarse en los detalles. Porque, en algunos escenarios, se cree que la energía oscura, en un futuro lejano, podría llegar a detener la formación de grandes estructuras. Todo esto, esperan, se podrá contestar en un futuro cercano, con más estudios y observaciones, y poniendo su modelo a trabajar…
Estudio
El estudio es J. McCullough, D. Gruen, A. Amon et al.; «DESI complete calibration of the colour–redshift relation (DC3R2): results from early DESI data». Publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society el 3 de junio de 2024. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
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