Los astrónomos encuentran la materia normal que falta en el universo, aunque se sigue buscando la materia oscura

Durante décadas, el modelo cosmológico predominante utilizado por los científicos se basó en la teoría de que, además de la materia bariónica, también conocida como la 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%.

Mientras que la búsqueda de la Materia Oscura está en curso y aún no hay evidencias directas, los científicos también han sido conscientes de que aproximadamente el 90% de la materia normal del Universo aún no se ha detectado. De acuerdo con dos nuevos estudios que fueron publicados recientemente, gran parte de esta materia normal, que consiste en filamentos de gas caliente y difuso que une las galaxias entre sí, puede haber sido finalmente encontrada.

El primer estudio, titulado “Una búsqueda de filamentos de gas caliente entre pares de galaxias rojas luminosas”, fue dirigido por Hideki Tanimura, un candidato a doctor en la Universidad de Columbia Británica e incluyó investigadores del Instituto Canadiense de Investigación Avanzada (CIFAR), la Universidad John Moores de Liverpool y la Universidad de KwaZulu-Natal.

El segundo estudio,  ha sido titulado como “Bariones desaparecidos en la web cósmica revelada por el efecto Sunyaev-Zel’dovich”. Este equipo consistió en investigadores de la Universidad de Edimburgo y fue dirigida por Anna de Graaff, una estudiante de pregrado del Instituto de Astronomía en el Royal Observatory de Edimburgo. Trabajando independientemente uno del otro, estos dos equipos abordaron el problema de la materia que falta del Universo.

Basado en simulaciones cosmológicas, la teoría predominante ha sido que la materia normal previamente desconocido del Universo consiste en hebras de materia bariónica, es decir, protones, neutrones y electrones, que está flotando entre las galaxias. Estas regiones son lo que se conoce como la “Web Cósmica”, donde existe un gas de baja densidad a temperaturas de 168 a -166 ° C.

En aras de sus estudios, ambos equipos consultaron datos de la Colaboración Planck, una iniciativa mantenida por la Agencia Espacial Europea que incluye a todos los que contribuyeron a la misión Planck (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 de Microondas Cósmico, donde los fotones son dispersados ​​por el gas ionizado en galaxias y estructuras más grandes. Durante su misión de estudiar el cosmos, el satélite Planck midió la distorsión espectral de los fotones CMB con gran sensibilidad, y el mapa térmico resultante se utilizó desde entonces para trazar la estructura a gran escala del Universo.

Sin embargo, los filamentos entre las 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 fueron producidos a partir del 12º lanzamiento de datos de la investigación Sloan Digital Sky Survey (SDSS). A partir de este conjunto de datos, luego seleccionaron pares de galaxias y se centraron en el espacio entre ellos.

A continuación, apilaron los datos térmicos obtenidos por Planck para estas áreas, uno encima del otro, para fortalecer las señales causadas por el efecto SZ entre las galaxias.

Mientras Tanimura y su equipo apilaban datos de 260.000 pares de galaxias, De Graaff y su equipo acumularon datos de más de un millón. Al final, los dos equipos presentaron fuertes evidencias de filamentos de gas, aunque sus mediciones difirieron un tanto. Mientras que el equipo de Tanimura descubrió que la densidad de estos filamentos era alrededor de 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 probando un Universo relativamente más lejano”.

Este aspecto es particularmente interesante, en el sentido de que con el tiempo, la materia bariónica en la red Cósmica se ha vuelto menos densa. Entre estos dos resultados, los estudios representaron entre 15 y 30% del contenido bariónico total del Universo. Si bien eso significaría que todavía queda por encontrar una cantidad significativa de la materia bariónica del Universo, es sin embargo un hallazgo impresionante.

También abre oportunidades para futuros estudios de la red cosmica, que sin duda se beneficiarán del despliegue de instrumentos de próxima generación como el Telescopio James Webb, el Telescopio de Cosmología de Atacama y el Experimento de Imagen Q / U (QUIET). Con un poco de suerte, podrán detectar el resto de la materia que falta. ¡Entonces, quizás finalmente podamos concentrarnos en toda la masa invisible!

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