Luz visible y masa total. Se muestra la imagen en color compuesta de PSZ2 G099.86 + 58.45 explotando CFHTLS g, Imágenes de banda r e i. Los contornos siguen la distribución de masa reconstruida a partir de WL (blanco) y luz óptica i (rojo) de las galaxias con corrimiento al rojo fotométrico dentro de ± 0.06 (1 + z cl ) del desplazamiento al rojo del grupo (z cl ). Cuanto más largo sea el guión, cuanto mayor sea el valor del contorno. El mapa está centrado en el BCG, y el norte está arriba. Barra de escala, 1 Mpc h −1 . Crédito:(c) Astronomía de la naturaleza (2018). DOI:10.1038 / s41550-018-0508-y
Los halos de materia oscura son cuerpos teóricos dentro de los cuales están suspendidas las galaxias; la masa del halo domina la masa total. Estos halos no se pueden observar directamente, pero los astrónomos infieren su presencia por el fenómeno de las lentes de gravedad, la distorsión de los objetos del fondo por fuertes fuentes gravitacionales que actúan como lentes. Los astrónomos pueden incluso estudiar galaxias distantes magnificadas por las lentes gravitacionales de objetos gravitacionales más cercanos.
Los investigadores han sabido durante décadas que la agrupación de galaxias no refleja la agrupación de la mayor parte de la materia del universo. El concepto de que la distribución de galaxias se correlaciona con la densidad de materia en un sitio determinado del universo se remonta a 1984. En un cúmulo de galaxias, la distribución de la materia está muy agrupada, y se forman halos en el pico de esta distribución. Esto se llama sesgo de halo.
El sesgo de halo también se puede enmarcar como la relación entre la distribución espacial de las galaxias y el campo de densidad de materia oscura subyacente. La agrupación se mejora en relación con la distribución general de masa en el grupo. Pero existen otras propiedades teorizadas además de la masa que pueden afectar la agrupación; Los físicos se refieren a estos como sesgo secundario, pero los esfuerzos por identificarlos no han sido concluyentes.
Recientemente, un grupo de investigadores italianos publicó un informe en Astronomía de la naturaleza en un estudio de PSZ2 GO99.86 + 58.45, un cúmulo de galaxias extremadamente denso con una señal de lente gravitacional muy grande. Informan que el sistema es extremadamente raro en el marco de la formación de estructuras galácticas, y sus características implican fuertemente la efectividad de mejorar los mecanismos distintos de la masa en los halos de materia oscura.
Los investigadores analizaron datos de dos catálogos de cizallas disponibles públicamente:CFHTLenS y RCSLens. Descubrieron que las afueras del cúmulo tienen una señal de lente gravitacional muy grande rastreable hasta 30 megaparsecs. Su alta relación señal / ruido implica una densidad de materia ambiental que supera con creces la densidad media cosmológica. Informan que la densidad extrema de este cúmulo no se puede atribuir únicamente a la masa.
Adicionalmente, los investigadores informan que sus hallazgos concuerdan bien con el modelo de materia oscura fría Lambda (ΛCDM), que sostiene que el universo contiene una constante cosmológica denominada Λ asociada con la energía oscura y la materia oscura fría. La materia oscura fría es una forma hipotética de materia oscura en la que las partículas de materia oscura se mueven más lentamente que la luz. El modelo ΛCDM propone que la estructura en el universo se forma jerárquicamente de abajo hacia arriba, a medida que las estructuras más pequeñas colapsan bajo la influencia de su propia gravedad, y se fusionan continuamente en estructuras más grandes. Actualmente es el modelo preferido para la formación de estructuras en el universo.
Los investigadores concluyen señalando la utilidad del análisis de lentes en el estudio de cúmulos de galaxias. Escriben, "Los estudios de galaxias de próxima generación realizarán de forma rutinaria el análisis de lentes de halos individuales en radios muy grandes, como hemos presentado aquí ".
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