Crean el mayor mapa galáctico 3D para explicar la materia oscura

Un equipo internacional formado por cientos de físicos y astrónomos acaba de anunciar los resultados del mayor estudio llevado a cabo hasta ahora sobre galaxias lejanas. Para ello, los investigadores han elaborado un mapa tridimensional que contiene más de un millón doscientas mil galaxias. El objetivo es medir con una precisión sin precedentes cómo actúa la energía oscura, la misteriosa y descomunal fuerza que hace que el Universo entero se expanda cada vez más deprisa.

Este es uno de los sectores del mapa de la estructura a gran escala del Universo. Cada punto indidica la posición de una galaxia 6 mil millones de años en el pasado. La imagen cubre aproximadamente 1/20 del cielo. El color indica la distancia de la Tierra, amarillo para las galaxas más cercanas y violeta para las más alejadas.

Este es uno de los sectores del mapa de la estructura a gran escala del Universo. Cada punto indidica la posición de una galaxia 6 mil millones de años en el pasado. La imagen cubre aproximadamente 1/20 del cielo. El color indica la distancia de la Tierra, amarillo para las galaxas más cercanas y violeta para las más alejadas.

«Nos ha costado cinco años recopilar datos de 1.200.000 galaxias en una cuarta parte del cielo visible -explica Jeremy Tinker, de la Universidad de Nueva York y co-director del equipo- para elaborar un mapa de la estructura del Universo con un volumen de 650.000 millones de años luz cúbicos. El mapa nos ha permitido, a su vez, efectuar las mejores mediciones que tenemos de los efectos de la energía oscura en la expansión del Universo. Ahora trabajamos para que nuestro mapa y nuestros resultados estén disponibles para todo el mundo».

Las nuevas medidas han sido realizadas durante el programa BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey), del Sloan Digital Sky Survey III. En un continuo tira y afloja entre materia oscura y energía oscura, el mapa surgido de BOSS ha permitido a los investigadores medir la tasa de expansión del Universo y determinar con precisión la cantidad de materia y de energía oscura que forma parte de él en la actualidad. Toda una colección de estudios que forman parte de esta macro investigación serán publicados por Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

El programa BOSS obtuvo la tasa actual de expansión del Universo calculando el tamaño de las oscilaciones acústicas bariónicas (BAO) en la distribución tridimensional de las galaxias. El tamaño original de estas oscilaciones está determinado por las ondas de presión que viajaron a través del Universo joven, cuando éste no tenía más de 400.000 años (Hoy tiene 13.800 millones de años), momento en que quedaron «congeladas» para dar lugar a la distribución de la materia tal y como la observamos en la actualidad. El resultado final es que las galaxias muestran una ligera preferencia a permanecer separadas por una distancia característica que los astrónomos llaman «la escala acústica».

Y el tamaño de la escala acústica de hace 13.400 millones de años, cuando el Universo era muy joven, ha sido determinado con gran precisión a partir de observaciones del fondo cósmico de microondas de la luz emitida cuando las ondas de presión se «congelaron». Midiendo la distribución de galaxias a partir de ese momento, los astrónomos han conseguido determinar cómo la materia oscura y la energía oscura han estado compitiendo durante muchos miles de millones de años para gobernar la tasa de expansión del Universo.

«Hemos hecho el mayor mapa que existe para estudiar ese 95% del Universo que es oscuro -explica David Schlegel, astrofísico del Lawrence Berkeley National Laboratory e investigador principal del programa BOSS-. En este mapa, podemos ver como la materia oscura empuja a las galaxias unas contra otras. Y a una escala mucho mayor, observamos el efecto de la energía oscura separando la materia cada vez más rápido».

Como se sabe, la materia ordinaria, la que forma todas las galaxias, estrellas y planetas que podemos ver, apenas si da cuenta de menos de un 5% de la masa total del Universo. Otro 23% está formado por materia oscura, una misteriosa forma de materia, cinco veces más abundante que la ordinaria, que no podemos ver porque no emite radiación alguna y es, por lo tanto, indetectable para nuestros instrumentos. Su presencia y cantidad, sin embargo, se deduce a partir de la acción gravitatoria que ejerce sobre la materia ordinaria que sí vemos. El restante 72% de la masa del Universo está constituido por la aún más misteriosa energía oscura, que los científicos piensan que está detrás del proceso de expansió acelerada del Universo. En una auténtica «batalla cósmica» entre fuerzas opuestas, la materia oscura, con su gravedad, atrae materia y trata de conseguir que ésta se una, mientras que la energía oscura hace todo lo contrario.

El mapa también revela que, en una escala menor, existe un movimiento coherente de galaxias hacia regiones del Universo en las que hay una mayor concetración de materia, debido a la fuerza de atracción de la gravedad. «Los resultados de BOSS -concluye Natalia Roe, directora de la división de Física del Berkeley Lab- proporcionan una sólida base para hacer en el futuro mediciones incluso más precisas del BAO y que nos permitan averiguar cuál será, finalmente, el futuro de nuestro Universo».

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