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Los astrónomos descubren lo último de la materia ordinaria

que falta en el universo

Sci Tech Daily


Una simulación de la red cósmica, zarcillos difusos de gas que conectan galaxias en todo el universo. Crédito de la imagen: Illustris Collaboration, Universe's Missing Ordinary Matter

Por Daniel Strain, de La University of Colorado Boulder para Sci Tech Daily Junio 20 de 2018

Investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder han ayudado a encontrar el último reservorio de materia común que se esconde en el universo.

La materia ordinaria, o "bariones", constituyen todos los objetos físicos existentes, desde las estrellas hasta los núcleos de los agujeros negros. Pero hasta ahora, los astrofísicos solo habían podido localizar aproximadamente dos tercios de la materia que los teóricos predicen fue creada por el Big Bang.

En la nueva investigación, un equipo internacional inmovilizó al tercero perdido y lo encontró en el espacio entre las galaxias. Esa materia perdida existe como filamentos de gas oxígeno a temperaturas de alrededor de 1 millón de grados Celsius, dijo Michael Shull, de CU Boulder, coautor del estudio.

El hallazgo es un paso importante para la astrofísica. "Este es uno de los pilares clave para probar la teoría del Big Bang: calcular el censo de bariones del hidrógeno y el helio y todo lo demás en la tabla periódica", dijo Shull del Departamento de Ciencias Astrofísicas y Planetarias (APS).

El nuevo estudio, que aparecerá el 20 de junio en Nature, fue dirigido por Fabrizio Nicastro, del Instituto Italiano de Astrofísica (INAF), el Observatorio Astronómico de Roma y el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica.

Los investigadores tienen una buena idea de dónde encontrar la mayor parte de la materia común en el universo, que no debe confundirse con la materia oscura, que los científicos aún tienen que localizar: alrededor del 10 por ciento se encuentra en las galaxias, y cerca del 60 por ciento está en las nubes difusas de gas que se encuentran entre las galaxias.


Una simulación de la red cósmica, o zarcillos difusos de gas que conectan galaxias en todo el universo. Crédito de la imagen: NASA, ESA, E. Hallman (CU Boulder),Researchers Find Universe's Missing Ordinary Matter

En 2012, Shull y sus colegas predijeron que el 30 por ciento de los bariones que faltaban probablemente se encontraban en un patrón tipo tela en el espacio llamado el medio intergaláctico cálido y cálido (WHIM). Charles Danforth, investigador asociado en APS, contribuyó a estos hallazgos y es coautor del nuevo estudio.

Para buscar los átomos que faltan en esa región entre las galaxias, el equipo internacional apuntó una serie de satélites a un cuásar llamado 1ES 1553, un agujero negro en el centro de una galaxia que está consumiendo y escupiendo enormes cantidades de gas. "Básicamente es un faro realmente brillante en el espacio", dijo Shull.

Los científicos pueden obtener mucha información al registrar cómo la radiación de un cuásar pasa por el espacio, un poco como un marinero que ve un faro a través de la niebla. Primero, los investigadores usaron el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos en el Telescopio Espacial Hubble para tener una idea de dónde podrían encontrar los bariones faltantes. A continuación, se centraron en los bariones que utilizan el satélite X-Ray Multi-Mirror Mission (XMM-Newton) de la Agencia Espacial Europea.

El equipo encontró las firmas de un tipo de gas de oxígeno altamente ionizado que se encuentra entre el cuásar y nuestro sistema solar, y a una densidad lo suficientemente alta para, cuando se extrapola al universo entero, representar el último 30 por ciento de la materia ordinaria.

"Encontramos los bariones desaparecidos", dijo Shull.

Él sospecha que galaxias y cuásares arrojaron ese gas al espacio profundo durante miles de millones de años. Shull agregó que los investigadores necesitarán confirmar sus hallazgos apuntando satélites a cuásares más brillantes.


Publicación: F. Nicastro, et al., “Observations of the missing baryons in the warm–hot intergalactic medium,” : "Observaciones de los bariones desaparecidos en el medio intergaláctico cálido y caliente", Nature volume 558, pages 406–409 (2018)


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