Hasta ahora, más de la mitad de la materia de nuestro universo se nos ha ocultado. Sin embargo, Los astrofísicos tenían una corazonada de dónde podría estar:en los llamados filamentos, insondablemente grandes estructuras parecidas a hilos de gas caliente que rodean y conectan galaxias y cúmulos de galaxias. Un equipo dirigido por la Universidad de Bonn ha observado por primera vez un filamento de gas con una longitud de 50 millones de años luz. Su estructura es sorprendentemente similar a las predicciones de las simulaciones por computadora. Por tanto, la observación también confirma nuestras ideas sobre el origen y la evolución de nuestro universo. Los resultados se publican en la revista Astronomía y Astrofísica .

Debemos nuestra existencia a una pequeña aberración. Hace casi exactamente 13.800 millones de años, ocurrió el Big Bang. Es el comienzo del espacio y el tiempo, pero también de toda la materia que forma nuestro universo hoy. Aunque inicialmente se concentró en un punto, se expandió a una velocidad vertiginosa:una gigantesca nube de gas en la que la materia se distribuía casi uniformemente.

Casi, pero no del todo:en algunas partes la nube era un poco más densa que en otras. Y solo por eso hay planetas, estrellas y galaxias hoy. Esto se debe a que las áreas más densas ejercían fuerzas gravitacionales ligeramente mayores, que extrajo el gas de su entorno hacia ellos. Por lo tanto, cada vez más materia se concentra en estas regiones a lo largo del tiempo. El espacio entre ellos sin embargo, se volvió más y más vacío. En el transcurso de unos buenos 13 mil millones de años, una especie de estructura de esponja desarrollada:grandes "agujeros" sin ninguna materia, con áreas intermedias donde miles de galaxias se reúnen en un espacio pequeño, los llamados cúmulos de galaxias.

Fina red de hilos de gas

Si realmente sucedió de esa manera, las galaxias y los cúmulos aún deberían estar conectados por restos de este gas, como los finos hilos de una telaraña. "Según los cálculos, más de la mitad de toda la materia bariónica de nuestro universo está contenida en estos filamentos; esta es la forma de materia de la que se componen las estrellas y los planetas. como somos nosotros mismos, ", explica el profesor Dr. Thomas Reiprich del Instituto Argelander de Astronomía de la Universidad de Bonn. Sin embargo, hasta ahora se ha escapado de nuestra mirada:debido a la enorme expansión de los filamentos, la materia en ellos está extremadamente diluida:contiene solo diez partículas por metro cúbico, que es mucho menos que el mejor vacío que podemos crear en la Tierra.

Sin embargo, con un nuevo instrumento de medición, el telescopio espacial eROSITA, Reiprich y sus colegas ahora pudieron hacer que el gas fuera completamente visible por primera vez. "eROSITA tiene detectores muy sensibles para el tipo de radiación de rayos X que emana del gas en los filamentos, "explica Reiprich." También tiene un gran campo de visión, como una lente gran angular, captura una parte relativamente grande del cielo en una sola medición, ya una resolución muy alta ”. Esto permite tomar imágenes detalladas de objetos tan grandes como filamentos en un tiempo comparativamente corto.

Confirmación del modelo estándar

En su estudio, los investigadores examinaron un objeto celeste llamado Abell 3391/95. Este es un sistema de tres cúmulos de galaxias, que está a unos 700 millones de años luz de nosotros. Las imágenes de eROSITA muestran no solo los cúmulos y numerosas galaxias individuales, sino también los filamentos de gas que conectan estas estructuras. Todo el filamento tiene 50 millones de años luz de largo. Pero puede ser aún más enorme:los científicos asumen que las imágenes solo muestran una sección.

"Comparamos nuestras observaciones con los resultados de una simulación que reconstruye la evolución del universo, "explica Reiprich." Las imágenes de eROSITA son sorprendentemente similares a los gráficos generados por computadora. Esto sugiere que el modelo estándar ampliamente aceptado para la evolución del universo es correcto ". Lo más importante es que los datos muestran que la materia faltante probablemente esté realmente oculta en los filamentos.

Reiprich también es miembro del Área de Investigación Transdisciplinaria (TRA) "Componentes básicos de la materia e interacciones fundamentales" en la Universidad de Bonn. En seis TRA diferentes, Científicos de las más diversas facultades y disciplinas se unen para trabajar en colaboración en temas de investigación relevantes para el futuro de la Universidad de Excelencia.