Durante décadas, el modelo cosmológico predominante utilizado por los científicos se ha basado en la teoría de que, además de la materia bariónica, también conocida como. Materia "normal" o "luminosa", que podemos ver: el Universo también contiene una cantidad sustancial de masa invisible. Esta "materia oscura" representa aproximadamente el 26.8% de la masa del Universo, mientras que la materia normal representa solo el 4.9%.
Si bien la búsqueda de Dark Matter está en curso y aún no se han encontrado pruebas directas, los científicos también han sido conscientes de que aproximadamente el 90% de la materia normal del Universo aún no se detectó. Según dos nuevos estudios que se publicaron recientemente, gran parte de esta materia normal, que consiste en filamentos de gas caliente y difuso que une las galaxias, puede haberse encontrado finalmente.
El primer estudio, titulado "Una búsqueda de filamentos de gas caliente / caliente entre pares de galaxias rojas luminosas SDSS", apareció en el Avisos mensuales de la Royal Astronomic Society. El estudio fue dirigido por Hideki Tanimura, un candidato a doctorado en la Universidad de Columbia Británica, e incluyó investigadores del Instituto Canadiense de Investigación Avanzada (CIFAR), la Universidad Liverpool John Moores y la Universidad de KwaZulu-Natal.
El segundo estudio, que apareció recientemente en línea, se tituló "Baryons desaparecidos en la red cósmica revelados por el efecto Sunyaev-Zel’dovich". Este equipo estaba formado por investigadores de la Universidad de Edimburgo y estaba dirigido por Anna de Graaff, una estudiante de pregrado del Instituto de Astronomía del Observatorio Real de Edimburgo. Trabajando independientemente uno del otro, estos dos equipos abordaron un problema de la materia faltante del Universo.
Basado en simulaciones cosmológicas, la teoría predominante ha sido que la materia normal del Universo previamente no detectada consiste en hebras de materia bariónica, es decir, protones, neutrones y electrones, que flotan entre las galaxias. Estas regiones son lo que se conoce como la "Red Cósmica", donde existe gas de baja densidad a temperaturas de 105 a 107 K (-168 t0 -166 ° C; -270 a 266 ° F).
Por el bien de sus estudios, ambos equipos consultaron datos de Planck Collaboration, una empresa mantenida por la Agencia Espacial Europea que incluye a todos los que contribuyeron al Planck misión (ESA). Esto se presentó en 2015, donde se utilizó para crear un mapa térmico del Universo midiendo la influencia del efecto Sunyaev-Zeldovich (SZ).
Este efecto se refiere a una distorsión espectral en el fondo cósmico de microondas, donde los fotones se dispersan por gas ionizado en galaxias y estructuras más grandes. Durante su misión de estudiar el cosmos, el Planck El satélite midió la distorsión espectral de los fotones CMB con gran sensibilidad, y desde entonces el mapa térmico resultante se ha utilizado para trazar la estructura a gran escala del Universo.
Sin embargo, los filamentos entre galaxias parecían demasiado débiles para que los científicos los examinaran en ese momento. Para remediar esto, los dos equipos consultaron datos de los catálogos de galaxias CMASS del Norte y del Sur, que se produjeron a partir de la publicación de datos número 12 del Sloan Digital Sky Survey (SDSS). A partir de este conjunto de datos, seleccionaron pares de galaxias y se centraron en el espacio entre ellas.
Luego apilaron los datos térmicos obtenidos por Planck para estas áreas una encima de la otra para fortalecer las señales causadas por el efecto SZ entre galaxias. Como el Dr. Hideki le dijo a Space Magazine por correo electrónico:
“La encuesta de galaxias SDSS da forma a la estructura a gran escala del Universo. La observación de Planck proporciona un mapa de presión de gas en todo el cielo con una mejor sensibilidad. Combinamos estos datos para sondear el gas de baja densidad en la red cósmica ”.
Mientras Tanimura y su equipo apilaron datos de 260,000 pares de galaxias, de Graaff y su equipo apilaron datos de más de un millón. Al final, los dos equipos encontraron una fuerte evidencia de filamentos de gas, aunque sus mediciones diferían un poco. Mientras que el equipo de Tanimura descubrió que la densidad de estos filamentos era aproximadamente tres veces la densidad promedio en el vacío circundante, De Graaf y su equipo descubrieron que eran seis veces la densidad promedio.
"Detectamos el gas de baja densidad en la red cósmica estadísticamente mediante un método de apilamiento", dijo Hideki. “El otro equipo usa casi el mismo método. Nuestros resultados son muy similares. La principal diferencia es que estamos investigando un Universo cercano, por otro lado, están investigando un Universo relativamente más alejado ".
Este aspecto particular es particularmente interesante, ya que insinúa que con el tiempo, la materia bariónica en la Web Cósmica se ha vuelto menos densa. Entre estos dos resultados, los estudios representaron entre el 15 y el 30% del contenido bariónico total del Universo. Si bien eso significaría que aún queda por encontrar una cantidad significativa de materia bariónica del Universo, sin embargo, es un hallazgo impresionante.
Como Hideki explicó, sus resultados no solo respaldan el modelo cosmológico actual del Universo (el modelo Lambda CDM) sino que también van más allá:
“El detalle en nuestro universo sigue siendo un misterio. Nuestros resultados arrojan luz sobre él y revelan una imagen más precisa del Universo. Cuando la gente salió al océano y comenzó a hacer un mapa de nuestro mundo, no se usó para la mayoría de las personas en ese momento, pero ahora usamos el mapa mundial para viajar al extranjero. De la misma manera, un mapa de todo el universo puede no ser valioso ahora porque no tenemos una tecnología para ir al espacio. Sin embargo, podría ser valioso 500 años después. Estamos en la primera etapa de hacer un mapa de todo el universo ".
También abre oportunidades para futuros estudios de Comsic Web, que sin duda se beneficiarán del despliegue de instrumentos de próxima generación como James Webb Telescope, Atacama Cosmology Telescope y Q / U Imaging ExperimenT (QUIET). Con un poco de suerte, podrán detectar la materia que falta. Entonces, ¡quizás finalmente podamos concentrarnos en toda la masa invisible!
