La materia oscura es uno de los misterios más perdurables del universo. Su existencia se puede intuir por cómo afecta la gravedad, pero nadie sabe exactamente qué es, aunque constituye el 27 por ciento de la masa y la energía totales del universo, mucho más que el 5 por ciento del universo que la materia «normal» como los planetas y estrellas, entiende.
Sin embargo, a pesar de no saber qué tipo de partículas componen la materia oscura, los astrónomos pudieron usar telescopios para intuir dónde se encuentra la materia oscura en el universo. Esto se debe en gran parte a que, como su nombre lo indica, la materia oscura es difícil de observar directamente, pero tiene un enorme efecto gravitacional y mucha masa dondequiera que aparezca en masa.
Ahora, los astrónomos están usando estos datos para crear un mapa detallado de la materia oscura en el universo.
Primero, los astrónomos de la Universidad de Waterloo publicaron un estudio hace cuatro años en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society cartografiar hebras de materia oscura que se extienden entre galaxias. Entonces, más recientemente, un equipo de investigadores internacionales publicó un nuevo mapa que se publicó en Diario astrofísico.
Generalmente, los mapas de materia oscura contenían galaxias que estaban muy lejos de nuestro supercúmulo galáctico local, el vecindario de galaxias unidas gravitacionalmente que incluyen la Vía Láctea.
«Irónicamente, es más fácil estudiar la distribución de la materia oscura mucho más lejos porque refleja un pasado muy lejano, que es mucho menos complejo», dijo Donghui Jeong, profesor asociado de astronomía y astrofísica en la Universidad de Penn State, en un demostración.
Jeong se refería al hecho de que observar una galaxia distante significa, por definición, observar algo que sucedió hace mucho tiempo debido a la baja velocidad de la luz. «Con el tiempo, a medida que la estructura a gran escala del universo ha crecido, la complejidad del universo ha aumentado, por lo que es inherentemente más difícil medir la materia oscura localmente».
Los intentos anteriores de cartografiar la materia oscura han sido agotadores. Los investigadores, en su esfuerzo más reciente, se basaron en un gran conjunto de simulaciones de galaxias, llamado Illustris-TNG, que incluía galaxias, gases y otra materia visible además de la materia oscura. En las simulaciones se seleccionaron específicamente galaxias similares a la Vía Láctea; específicamente, datos sobre 17.000 galaxias dentro de 650 millones de años luz de la Vía Láctea. Los investigadores confiaron en el aprendizaje automático para unir todo y producir un resultado noble.
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«Cuando se le da cierta información, el modelo esencialmente puede llenar los vacíos basándose en lo que se examinó antes», dijo Jeong. «El mapa de nuestros modelos no se ajusta perfectamente a los datos de la simulación, pero aún podemos reconstruir estructuras muy detalladas. Descubrimos que incluir el movimiento de las galaxias, sus velocidades radiales peculiares, además de su distribución, mejoró dramáticamente la calidad del mapa. y nos permitió ver estos detalles «.
De hecho, la calidad del mapa supera con creces las creadas en el pasado. Como dijo Jeong, la nueva simulación destaca detalles menores. Específicamente, el mapa resalta estructuras en la región extragaláctica conocida como «hoja local» y «grupo local», que incluyen partes de nuestra propia Vía Láctea. También identifica nuevas estructuras que los astrónomos investigarán más a fondo. En particular, el mapa también detalla el «flujo» direccional de materia oscura, como lo indican las flechas.
«Tener un mapa local de la red cósmica abre un nuevo capítulo en el estudio cosmológico», dijo Jeong. «Podemos estudiar cómo la distribución de la materia oscura se relaciona con otros datos de emisión, lo que nos ayudará a comprender la naturaleza de la materia oscura. Y podemos estudiar estas estructuras de filamentos directamente, estos puentes ocultos entre galaxias».
Jeong enfatizó que comprender mejor el papel de la materia oscura en nuestro universo es fundamental para nuestra existencia actual y futura.
«Dado que la materia oscura domina la dinámica del universo, básicamente determina nuestro destino», dijo Jeong. «Entonces podemos pedirle a una computadora que desarrolle el mapa durante miles de millones de años para ver qué sucederá en el universo local. Y podemos hacer evolucionar el modelo hacia atrás en el tiempo para comprender la historia de nuestro vecindario cósmico».
Se puede ver una vista previa del mapa. aqui.
