Galaxia enana I Zwicky 18. Crédito de la imagen: NASA. Click para agrandar
Las pistas reveladas por la vista recientemente afilada del telescopio espacial Hubble han permitido a los astrónomos mapear la ubicación de la "materia oscura" invisible con detalles sin precedentes en dos cúmulos de galaxias muy jóvenes.
Un equipo del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial de la Universidad Johns Hopkins informa sus hallazgos en la edición de diciembre de Astrophysical Journal. (Otras observaciones menos detalladas aparecieron en la edición de enero de 2005 de esa publicación).
Los resultados del equipo dan crédito a la teoría de que las galaxias que podemos ver se forman en las regiones más densas de “redes cósmicas” de materia oscura invisible, justo cuando la espuma se acumula sobre las olas del océano, dijo el coautor del estudio Myungkook James Jee, asistente de investigación. científico del Departamento de Física y Astronomía Henry A. Rowland en la Escuela de Artes y Ciencias Krieger de Johns Hopkins.
"Los avances en tecnología informática ahora nos permiten simular todo el universo y seguir la fusión de la materia en estrellas, galaxias, cúmulos de galaxias y filamentos de materia enormemente largos desde los primeros cien mil años hasta el presente", dijo Jee. "Sin embargo, es muy difícil verificar los resultados de la simulación de manera observacional, porque la materia oscura no emite luz".
Jee dijo que el equipo midió la sutil "lente" gravitacional aparente en las imágenes del Hubble. es decir, las pequeñas distorsiones de las formas de las galaxias causadas por la gravedad de la materia oscura invisible. para producir sus mapas detallados de materia oscura. Llevaron a cabo sus observaciones en dos grupos de galaxias que se formaban cuando el universo tenía aproximadamente la mitad de su edad actual.
"Las imágenes que tomamos muestran claramente que las galaxias en racimo están ubicadas en las regiones más densas de los halos de materia oscura, que se muestran en púrpura en nuestras imágenes", dijo Jee.
El trabajo refuerza la teoría de que la materia oscura? que constituye el 90 por ciento de la materia en el universo? y la materia visible debería unirse en los mismos lugares porque la gravedad los une, dijo Jee. Las concentraciones de materia oscura deberían atraer materia visible y, como resultado, ayudar en la formación de estrellas luminosas, galaxias y cúmulos de galaxias.
La materia oscura presenta uno de los problemas más desconcertantes de la cosmología moderna. Invisible, pero sin duda existe? los científicos pueden medir sus efectos? Sus características exactas siguen siendo esquivas. Los intentos anteriores de mapear la materia oscura en detalle con telescopios terrestres fueron perjudicados por las turbulencias en la atmósfera de la Tierra, lo que borró las imágenes resultantes.
"Observar a través de la atmósfera es como tratar de ver los detalles de una imagen en el fondo de una piscina llena de olas", dijo Holland Ford, uno de los coautores del artículo y profesor de física y astronomía en Johns Hopkins.
El equipo Johns Hopkins-STScI pudo superar el obstáculo atmosférico mediante el uso del telescopio espacial Hubble. La instalación de la Cámara avanzada para encuestas en el Hubble hace tres años fue una bendición adicional, ya que aumentó la eficiencia de descubrimiento del HST anterior en un factor de 10.
El equipo se concentró en dos cúmulos de galaxias (cada una con más de 400 galaxias) en el cielo del sur.
"Estas imágenes en realidad estaban destinadas principalmente a estudiar las galaxias en los cúmulos, y no la lente de las galaxias de fondo", dijo el coautor Richard White, un astrónomo STScI que también es jefe del archivo de datos Hubble para STScI. “Pero la nitidez y la sensibilidad de las imágenes las hicieron ideales para este proyecto. Esa es la verdadera belleza de las imágenes del Hubble: se utilizarán durante años para nuevas investigaciones científicas ".
El resultado del análisis del equipo es una serie de imágenes vívidamente simuladas por computadora que ilustran la ubicación de la materia oscura. Según Jee, estas imágenes brindan a los investigadores una oportunidad sin precedentes para inferir las propiedades de la materia oscura.
La estructura agrupada de materia oscura alrededor de las galaxias en racimo es consistente con la creencia actual de que las partículas de materia oscura son "sin colisión", dijo Jee. A diferencia de las partículas de materia normal, los físicos creen que no chocan y se dispersan como bolas de billar, sino que simplemente se atraviesan entre sí.
“Las partículas sin colisión no se bombardean entre sí, como lo hacen dos átomos de hidrógeno. Si las partículas de materia oscura fueran colisión, observaríamos una distribución mucho más uniforme de la materia oscura, sin estructuras grumosas a pequeña escala ”, dijo Jee.
Ford dijo que este estudio demuestra que el ACS es especialmente ventajoso para los estudios de lentes gravitacionales y, con el tiempo, mejorará sustancialmente la comprensión de la formación y evolución de la estructura cósmica, así como de la materia oscura.
"Estoy enormemente satisfecho de que los siete años de arduo trabajo de tantos científicos e ingenieros talentosos para hacer la Cámara avanzada para encuestas esté proporcionando a toda la humanidad imágenes más profundas y la comprensión de los orígenes de nuestro maravilloso universo", dijo Ford, quien es investigador principal de ACS y líder del equipo científico.
El equipo de ciencias e ingeniería de ACS se concentra en la Universidad Johns Hopkins y el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en el campus de Homewood en Baltimore. También incluye científicos de otras universidades importantes en los Estados Unidos y Europa. ACS fue desarrollado por el equipo bajo el contrato de la NASA NAS5-32865 y esta investigación fue apoyada por la subvención de la NASA NAG5-7697.
Fuente original: Comunicado de prensa de JHU
