Después de contar todo lo normal, materia luminosa en los lugares obvios del universo:galaxias, cúmulos de galaxias y el medio intergaláctico; aproximadamente la mitad aún falta. Entonces, no solo el 85% de la materia en el universo está compuesta por un desconocido, sustancia invisible denominada "materia oscura, "Ni siquiera podemos encontrar toda la pequeña cantidad de materia normal que debería estar allí.

Esto se conoce como el problema de los "bariones faltantes". Los bariones son partículas que emiten o absorben luz, como protones, neutrones o electrones, que componen la materia que vemos a nuestro alrededor. Se cree que los bariones desaparecidos están ocultos en estructuras filamentosas que impregnan todo el universo, también conocida como "la red cósmica".

Pero esta estructura es esquiva y hasta ahora solo hemos visto destellos de ella. Ahora un nuevo estudio, publicado en Science, ofrece una mejor vista que nos permitirá ayudar a mapear cómo se ve.

La red cósmica proporciona el andamiaje de la estructura a gran escala del universo, predicho por el "modelo cosmológico estándar". Los cosmólogos creen que existe una oscura red cósmica, hecho de materia oscura, y una red cósmica luminosa, hecho principalmente de gas hidrógeno. De hecho, se cree que el 60% del hidrógeno creado durante el Big Bang reside en estos filamentos.

La red de filamentos de gas también se conoce como "medio intergaláctico cálido-caliente" (WHIM), porque es aproximadamente tan caliente como el interior del sol. Es probable que se formen galaxias en la intersección de dos o más de estos filamentos, donde la materia es más densa, con los filamentos que conectan todos los cúmulos de galaxias del universo.

Hasta aquí, no hemos podido detectar la materia oscura. Esto se debe a que no emite ni absorbe luz, por lo que no se puede observar con los telescopios habituales. Los filamentos de la red cósmica también son muy difíciles de encontrar, ya que son muy difusos y no emiten suficiente luz para ser detectados.

Desde la predicción original, ha habido una intensa búsqueda de la red cósmica, utilizando una variedad de métodos.

Uno de ellos se basa en objetos brillantes que se encuentran en el fondo a lo largo de la misma línea de visión que un filamento de gas. Los átomos de hidrógeno en los filamentos pueden absorber luz en una longitud de onda específica en el ultravioleta. Esto se puede detectar como líneas de absorción en la luz del objeto de fondo, cuando se divide en un espectro por longitud de onda.

Este método se ha aplicado mediante cuásares, que son objetos masivos muy brillantes a grandes distancias, e incluso con galaxias de fondo.

Galaxias iluminando la web

El nuevo estudio ha logrado detectar el gas de una forma completamente nueva que permite obtener imágenes bidimensionales de la red cósmica. en lugar de depender de la ubicación aleatoria de una fuente brillante detrás de la nube de gas utilizada en los estudios de absorción.

El objeto que estudiaron llamativo SSA22, es un protocolluster, lo que significa que es un cúmulo de galaxias en su infancia. Está mucho más lejos que los trozos medidos anteriormente de la red cósmica:su luz viajó unos 12 mil millones de años para llegar a nosotros. Esto significa que estamos mirando hacia atrás en el tiempo a las primeras etapas del universo, permitiendo a los científicos investigar cómo se ensamblaron los filamentos por primera vez.

Hace unos pocos años, una serie de extremadamente brillantes, Cerca de su centro se detectaron galaxias formadoras de estrellas llamadas "galaxias submilimétricas". Este nuevo estudio ha encontrado 16 galaxias de este tipo y ocho poderosas fuentes de rayos X, una sobredensidad rara de tales objetos en esta época temprana. Los objetos proporcionan una gran cantidad de radiación ionizante a todo el gas hidrógeno de los filamentos, lo que hace que emita luz que podemos detectar, una técnica que promete mucho más que la absorción.

Otro misterio que este estudio ayuda a resolver es la formación de galaxias submilimétricas. La explicación más ampliamente aceptada es que se forman como resultado de la fusión de dos galaxias normales, formando así una galaxia masiva con el doble de luz.

Sin embargo, Las simulaciones por computadora muestran que estas galaxias pueden crecer a partir del gas frío que proviene de la red cósmica vecina. Este escenario es confirmado por este nuevo estudio.

Mapa detallado

El nuevo estudio allana el camino para un análisis más sistemático mapeo bidimensional de filamentos de gas que puede informarnos sobre sus movimientos en el espacio.

Los estudios futuros ayudarán a mapear aún más la red cósmica oculta. Además de observar cúmulos de galaxias llenos de objetos brillantes, también podemos rastrear la emisión de la red en longitudes de onda de radio o rayos X. Sin embargo, los rayos X trazan un gas mucho más caliente que la mayor parte del WHIM. El propuesto observatorio de rayos X de Athena proporcionará una imagen completa de los filamentos calientes alrededor de los cúmulos de galaxias en el universo cercano.

Otra misión propuesta para más allá de 2050 es utilizar el fondo de microondas cósmico, la luz que quedó del Big Bang, como una "luz de fondo" y buscar finas huellas dejadas en él por la red cósmica.

Todas estas herramientas revelarán la estructura completa de la red cósmica y nos proporcionarán un censo definitivo de la materia en el universo.

Y lo que es más, sabemos que los bariones se asientan en los filamentos de materia oscura del universo para hacer sus propios filamentos, como espuma sobre una ola existente. Esto significa que los mapas detallados de los filamentos de gas pueden ayudarnos a rastrear la estructura de materia oscura más oculta y, por último, ayúdanos a comprender su naturaleza misteriosa.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.