Astrónomos de la Universidad de Toronto han descubierto algunas de las cosas más escurridizas de nuestro universo al observar en profundidad la red cósmica, la red de filamentos y nudos que trazan la distribución a gran escala de las galaxias.

Aunque las galaxias producen la mayor parte de la luz visible del universo, contienen menos del 10 por ciento de todos los átomos del cosmos. La mayor parte del resto está en la red cósmica en forma de un gas que es tan difuso que no hay más de un átomo por pie cúbico de espacio, mucho más vacío que el mejor vacío jamás logrado en la Tierra.

"Debido a que el gas es tan delgado, es extremadamente difícil de ver", dice el cosmólogo Adam Hincks, profesor asistente asignado al departamento de astronomía y astrofísica de David A. Dunlap y St. Michael's College. “Durante años, los astrónomos se refirieron a esto como el 'problema del barión faltante'. Esperaban ver muchos átomos, a los que nos referimos como bariones, pero solo encontraron una fracción de ellos cuando sumamos toda la materia brillante que pudieron detectar".

Sin embargo, en los últimos años, los astrónomos finalmente han comenzado a descubrir estos escurridizos átomos.

En Toronto, Hincks, quien también es el titular inaugural en St. Michael's de la Cátedra de la Familia Sutton en Ciencias, Cristianismo y Culturas, dirigió un equipo internacional de científicos que detectó el gas difuso y caliente en un filamento de aproximadamente 40 millones de años luz de largo entre dos cúmulos de galaxias.

Hincks y sus colaboradores utilizaron datos de archivo del satélite Planck y datos más recientes del Telescopio de Cosmología de Atacama (ACT), en el norte de Chile, que observan el Fondo Cósmico de Microondas (CMB), la luz más antigua del universo.

Al observar cómo el gas del filamento dispersaba la luz CMB, determinaron que el gas en el filamento tiene una masa de aproximadamente 50 mil millones de soles, unas 50 veces más masa que nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.

Aunque la evidencia del gas filamentoso en este sistema se había encontrado previamente con los datos de Planck, el instrumento ACT más grande agudizó la imagen considerablemente, haciendo que la distinción entre los cúmulos de galaxias y el filamento sea mucho más clara.

La investigación se describe en un artículo publicado a principios de este año en Mensual Notices of the Royal Astronomical Society. . Los coautores de Hincks en U of T incluyen a Martine Lokken, Ph.D. estudiante del departamento de astronomía y astrofísica de la U of T, y J. Richard Bond, profesor del Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica (CITA).

Mientras que la investigación dirigida por Hincks se centró en los bariones faltantes en un conjunto particular de galaxias, Lokken ha estado descubriendo cómo se distribuye este gas en un conjunto de regiones especiales de la red cósmica.

Lokken, supervisado por Bond y Renée Hložek, profesora asociada en el Instituto Dunlap de Astronomía y Astrofísica, usó datos del Dark Energy Survey para identificar casi 1000 cúmulos de galaxias que viven en regiones del universo que probablemente estén permeadas por gas de filamento. that is denser and hotter than the average.

Lokken then combined their extended gas signal in the Planck and ACT data. She found evidence not only for gas in the clusters themselves but also in filamentary patterns extended away from the clusters. These are expected to contain a great deal of the diffuse gas that was described in the paper by Hincks.

"Our work demonstrates a new way to study gas in the cosmic web," says Lokken. "Accounting for all the so-called 'missing baryons' is one of the most important tasks that we as cosmologists need to tackle. Our directional studies of cosmic gas are a brand new way to probe this problem and other questions about the origins of our universe."

Lokken's work recently appeared in an article in The Astrophysical Journal . + Explora más

Has the hidden matter of the universe been discovered?