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El primer mapa del Universo oculto

Muestra la red cósmica «adolescente» tal y como era tan solo 3.000 millones de años después del Big Bang



Casey Stark (UC Berkeley) and Khee-Gan Lee (MPIA)


Un equipo del Instituto Max Planck de Astronomía ha creado el primer mapa tridimensional del Universo cuando tenía tan solo 3.000 millones de años después del Big Bang, la gran explosión original, y apenas era un «adolescente» (El Universo tiene una edad de 13.820 millones de años, según pudo estimar en 2013 el telescopio espacial Planck de la Agencia Espacial Europea). Este mapa, construido a partir de datos recogidos en el Observatorio WM Keck, tiene millones de años luz de diámetro y ofrece un vistazo de las grandes estructuras de la «red cósmica», algo así como su columna vertebral.

A grandes escalas, la materia en el Universo está dispuesta en una vasta red de estructuras filamentosas conocidas como «red cósmica», sus hebras enredadas abarcan cientos de millones de años luz. La materia oscura, que no emite luz, forma la columna vertebral de esta red, que también está impregnada del gas de hidrógeno primordial dejado por el Big Bang. Las galaxias como nuestra Vía Láctea están incrustadas dentro de esta maraña, pero llenan sólo una pequeña fracción de su volumen.

Ahora, un equipo de astrónomos liderados por Khee-Gan Lee ha creado un mapa de la absorción de hidrógeno revelando una sección tridimensional del Universo de 11.000 millones de años luz de distancia, la primera vez que la red cósmica ha sido mapeada a semejante distancia. Como al observar esas inmensas distancias también se está mirando hacia atrás en el tiempo, el mapa revela las primeras etapas de la formación de la estructura cósmica, cuando el Universo tenía sólo una cuarta parte de su edad actual, durante una época en la que las galaxias estaban experimentando un importante «estirón». En efecto, en plena adolescencia.

El mapa fue creado mediante el uso de tenues galaxias de fondo como fuentes de luz, contra las que el gas podría ser visto por las características señales de absorción de hidrógeno. Las longitudes de onda de cada marca de hidrógeno mostraron la presencia de gas a una distancia específica de nosotros. Combinar todas las mediciones a través de todo el campo de visión permitió al equipo echar un vistazo a las estructuras filamentosas gigantes que se extienden a través de millones de años luz, y allana el camino para estudios más amplios que revelarán no sólo la estructura de la red cósmica, sino también detalles de su función, las formas en que el gas prístino se canaliza proporcionando la materia prima para la formación de galaxias, estrellas y planetas.

El uso de la luz de tenues galaxias de fondo para este fin se había pensado imposible con los telescopios actuales, hasta que Lee realizó cálculos que sugieren lo contrario. Para asegurar el éxito, Lee y sus colegas obtuvieron tiempo de observación en el Observatorio Keck, sede de los dos telescopios más grandes del mundo.

Aunque el mal tiempo limitó a cuatro horas la observación de los astrónomos, los datos recogidos con el instrumento LRIS no tenían precedentes. «Estábamos bastante decepcionados, ya que el clima era terrible y sólo logramos reunir unas cuantas horas de buenos datos. Pero a juzgar por su calidad, estaba claro para mí que el experimento iba a funcionar», dice Joseph Hennawi, quien formó parte del equipo de observación.

Los datos se obtuvieron usando el espectrógrafo LRIS en el telescopio Keck I, que, con un gigantesco espejo de 10 metros de diámetro, observa galaxias que son más de 15.000 millones de veces más débiles que las estrellas más débiles visibles a simple vista.

Los datos obtenidos de 24 tenues galaxias de fondo proporcionaron cobertura suficiente de un pequeño parche del cielo para ser combinados en un mapa 3D de la red cósmica. Un elemento crucial para conseguirlo fue el algoritmo computacional creado por los científicos, que permitió crear el mapa en cuestión de minutos. «Un cálculo que antes requería una supercomputadora ahora se ejecuta en un ordenador portátil», dice Casey Stark, de la Universidad de California Berkeley y participante en la investigación.
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