domingo, 12 de febrero de 2012

El misterioso “flujo oscuro” observado a más profundidad en el Universo

Un nuevo estudio ha estudiado un movimiento colectivo —al que se le ha puesto el nombre de “flujo oscuro”— al doble de la distancia que se conocía antes

Misteriosamente, lejanos cúmulos de galaxias se deplazan a millones de kilómetros por hora siguiendo un camino que se centra aproximadamente en las constelaciones boreales de Centauro e Hydra.

Un nuevo estudio,dirigido por Alexander Kashlinsky del Goddard Space Flight Center de NASA, ha estudiado este movimiento colectivo —al que se le ha puesto el nombre de “flujo oscuro”— al doble de la distancia que se conocía antes.

“Esto no es algo que estuviésemos buscando, pero tampoco lo podemos hacer desaparecer”, comenta Kashlinsky. “Ahora vemos que persiste a distancias mucho mayores, tan lejos como 2.500 millones de años-luz”. El nuevo estudio aparece en el ejemplar del 20 de marzo de The Astrophysical Journal Letters.

Los cúmulos parecen estar moviéndose a lo largo de una línea que se extiende desde nuestro Sistema Solar hacia Centauro / Hydra, pero la dirección de este movimiento es menos segura. La evidencia indica que los grupos se dirigen hacia el exterior a lo largo de este camino, lejos de la Tierra, pero el equipo aún no puede descartar el flujo opuesto. “Detectamos movimiento a lo largo de este eje, pero nuestros datos no nos dejan afirmar ahora con la firmeza que nos gustaría que los grupos están llegando o saliendo”, dijo Kashlinsky.

El flujo oscuro es controversial debido a que la distribución de la materia en el universo que observamos no explica esto. El hecho de que exista indica que una estructura más allá del universo visible —fuera de nuestro “horizonte”— está tirando de la materia en nuestra vecindad.


Las bolitas de colores son las agrupaciones en uno de los cuatro rangos de distancia. Los colores más rojos indican mayor distancia. Las elipses de color muestran la dirección del movimiento principal de los grupos del color correspondiente. También se muestran imágenes de grupos representantivos de galaxias ubicados a cada una de las distancias . Crédito: NASA / Goddard / A. Kashlinsky, et al



Los cosmólogos toman el fondo de microondas —lo que queda de un destello de luz emitido 380.000 años después de que el universo se formó— como marco de referencia cósmica. En relación a éste, todos los movimientos a gran escala no deberían mostrar una dirección preferida.

El gas caliente emisor de de rayos X dentro de un cúmulo de galaxias dispersa los fotones del fondo cósmico de microondas (CMB). Debido a que los cúmulos de galaxias no siguen con precisión la expansión del espacio, el cambio de las longitudes de onda de los fotones dispersados refleja, en algún modo, el movimiento individual de cada agrupación.

Esto resulta en un pequeño cambio en la temperatura del fondo de microondas en la dirección del cúmulo. El cambio, que los astrónomos llaman efecto cinemático Sunyaev-Zel’dovich (KSZ), es tan pequeño que nunca se había observado en un cúmulo de galaxias individual.

Pero en el 2000, Kashlinsky, trabajando con Fernando Atrio-Barandela en la Universidad de Salamanca, España, demostraron que era posible extraer la sutil señal de ruido del ruido de medición mediante el estudio de un gran número de agrupaciones.

En el 2008, armados con un catálogo de 700 grupos reunidos por Harald Ebeling de la Universidad de Hawai y Dale Kocevski, ahora en la Universidad de California, Santa Cruz, los investigadores aplicaron la técnica a los datos aportados durante tres años por el WMAP. Fue entonces cuando el primer movimiento misterioso salió a la luz.

El nuevo estudio se basa en el anterior, usando el resultados de cinco años de WMAP y duplicando el número de cúmulos de galaxias.

“Se requiere, en promedio, alrededor de una hora de tiempo de telescopio para medir la distancia hasta cada grupo con que trabajamos, por no mencionar los años necesarios para encontrar estos sistemas, en primer lugar”, dice Ebeling. “Este es un proyecto que requiere un considerable seguimiento”.

Según Atrio-Barandela, que se ha centrado en comprender los posibles errores en el análisis del equipo, el nuevo estudio proporciona evidencia mucho más fuerte de que el flujo oscuro es real. Por ejemplo, los grupos más brillantes en las longitudes de onda de rayos-X tienen la mayor cantidad de gas caliente que distorsiona los fotones del CMB. “Cuando se los procesa, estos mismos grupos también muestran la señal más fuerte de KSZ, algo poco probable si el flujo oscuro fuese simplemente una casualidad estadística”, dijo.

Además, el equipo, que ahora también incluye a Alastair Edge en la Universidad de Durham, Inglaterra, ordenó el catálogo de cúmulos en cuatro “porciones” que representan diferentes rangos de distancia. Examinaron entonces la dirección de flujo preferido para los grupos dentro de cada porción. Si bien el tamaño y la posición exacta de esta dirección muestra algunas variaciones, la tendencia general entre las porciones muestra una notable coincidencia.

Los investigadores están trabajando ahora para ampliar su catálogo de cúmulos, a fin de rastrear el flujo oscuro a más o menos el doble de la distancia actual.
Un mejor modelado del gas caliente en los cúmulos de galaxias ayudará a perfeccionar velocidad, eje y dirección del movimiento.

El plan para el futuro es comprobar las conclusiones con los datos más recientes publicados por el proyecto WMAP y la misión Planck de la Agencia Espacial Europea, que también está cartografiando hoy el fondo de microondas.

Axxon



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