Un grupo de astrónomos, ha realizado un estudio intensivo de más de 446.000 galaxias observadas por el Telescopio Espacial Hubble. Los resultados confirman la aceleración en la expansión del universo, una aceleración atribuida a la misteriosa Energía Oscura.
Esta imagen muestra una reconstrucción alisado del total (sobre todo oscuro) distribución de la materia en el ámbito de COSMOS, creado a partir de datos tomados por la NASA / ESA Hubble Space Telescope y telescopios basados en tierra.
Además de los datos del Hubble, los investigadores, utilizaron datos de telescopios terrestres para asignar distancias a 194.000 de las galaxias observadas (a un corrimiento al rojo de 5). "El gran número de galaxias incluidos en este tipo de análisis no tiene precedentes, pero lo más importante es la riqueza de información que se pudo obtener acerca de las estructuras invisibles en el universo de este conjunto de datos de carácter excepcional, "dice el coautor Patrick Simon de la Universidad de Edimburgo.
En particular, los astrónomos lograron "pesar" la distribución a gran escala de la materia en el espacio a grandes distancias. Para ello, se valieron del hecho de que esta información se puede obtener a partir de cómo aparece distorsionada la forma de las galaxias lejanas por el efecto de lente gravitacional débil.
Con el uso de algoritmos complejos, el equipo dirigido por Schrabback ha mejorado el método estándar y ha obtenido las mediciones de las galaxias con una precisión sin precedentes. Los resultados del estudio serán publicados en un próximo número de Astronomy and Astrophysics.
En esta ilustración de la NASA / ESA Hubble Space Telescope mira hacia atrás en el tiempo para "mapear" la evolución de la materia oscura. El conjunto de datos se crea por la división de la fuente de fondo poblacional de galaxias en épocas de tiempo (como el corte a través de los estratos geológicos), mirando hacia atrás en el pasado. Este se calibra midiendo el corrimiento del lente al rojo cosmológico de las galaxias utilizada para cartografiar la distribución de materia oscura, y su puesta en horas diferentes a distancia "rebanadas".
La minuciosidad y el alcance de este estudio permite una confirmación independiente de que la expansión del Universo se acelera por medio de un componente adicional, misterioso llamado "energía oscura". Un puñado de otras confirmaciones independientes de que existen.
Los científicos necesitan saber cómo ha evolucionado la formación de las aglomeraciones de materia en la historia del universo, para determinar cómo tales acumulaciones fueron afectadas por la fuerza gravitacional, que mantiene la materia unida, y por la energía oscura, que tiende a dispersarla al acelerar la expansión del universo.
"La energía oscura afecta a nuestras mediciones por dos razones. En primer lugar, cuando está presente, los cúmulos de galaxias crecen más lentamente, y en segundo lugar, cambia la forma en que el Universo se expande, las galaxias más distantes. Nuestro análisis es sensible a ambos efectos, "dice el co-autor Benjamin Joachimi de la Universidad de Bonn. " Nuestro estudio también proporciona una confirmación adicional de la teoría de Einstein de la relatividad general que predice cómo la señal de la lente depende de corrimiento al rojo, "agrega el co-investigador Martin Kilbinger en el Instituto de Astrofísica de París y el Cluster de Excelencia Universo.
El gran número de galaxias incluidos en este estudio, junto con información sobre sus desplazamientos hacia al rojo está dando lugar a un mapa más claro de cómo, exactamente, se presenta esta parte del Universo, y nos ayuda a ver a sus habitantes galáctico y cómo se distribuyen. "Con información más precisa acerca de las distancias a las galaxias, podemos medir la distribución de la materia entre ellos y nosotros con más precisión", señala el co-investigador Jan Hartlap de la Universidad de Bonn. "Antes, la mayoría de los estudios fueron realizados en 2D, como tomar una radiografía de tórax. Nuestro estudio se parece más a una reconstrucción en 3D del esqueleto de una tomografía computarizada. Encima de eso, somos capaces de ver el esqueleto de la oscuridad cuestión de madurez de la juventud del Universo hasta la actualidad", comenta William High desde la Universidad de Harvard, otro co-autor.
Los astrónomos eligieron el estudio de una parte concreta del cosmos, pensando que la constituye una muestra representativa del universo. Con estudios exhaustivos como el encabezado por Schrabback, los astrónomos un día será capaz de aplicar su técnica a zonas más amplias del cielo, para formarse una imagen más clara de lo que es verdaderamente por ahí.
NOTAS
* El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.
* El equipo internacional de astrónomos en este estudio fue dirigido por Tim Schrabback de la Universidad de Leiden. Otros colaboradores fueron: J. Hartlap (Universidad de Bonn), B. Joachimi (Universidad de Bonn), M. Kilbinger (IAP), P. Simon (Universidad de Edinburgh), K. Benabed (IAP), M. Bradac (UCDavis), T. Eifler (Universidad de Bonn), T. Erben (Universidad de Bonn), C. Fassnacht (Universidad de California, Davis), F. W. High(Harvard), S. Hilbert (MPA), H. Hildebrandt (Observatorio Leiden), H. Hoekstra (Observatorio Leiden), K. Kuijken (Observatorio Leiden), P. Marshall (KIPAC), Y. Mellier (IAP), E. Morganson (KIPAC), P. Schneider (Universidad de Bonn), E. Semboloni (Universidad de Bonn), L. Van Waerbeke (UBC) and M. Velander (Observatorio Leiden).
* En astronomía, el corrimiento al rojo denota la fracción por el cual las líneas en el espectro de un objeto se desplaza hacia longitudes de onda mayores debido a la expansión del Universo. El corrimiento al rojo observado de una galaxia remota proporciona una estimación de su distancia. En este estudio los investigadores utilizaron información computarizada de corrimiento al rojo por el equipo de COSMOS.
* El "efecto de lente gravitatoria débil" o "fenómeno de lente gravitacional" es la curvatura del espacio-tiempo por el campo gravitatorio de una concentración de la materia, como un cúmulo de galaxias. Cuando los rayos de luz de las galaxias lejanas pasan por esta concentración de materia, en su camino se doblan y las imágenes de galaxias se distorsionan. En el caso de lente débil, estas distorsiones son pequeñas, y se debe medir estadísticamente. Este análisis proporciona una estimación directa de la fuerza del campo gravitacional, y por lo tanto la masa de la concentración de materia. Para la determinación de formas precisas de las galaxias, los astrónomos tienen que hacer frente a tres factores principales: la forma intrínseca de la galaxia (que se desconoce), el efecto de lente gravitacional que desea medir, y los efectos sistemáticos causada por el telescopio y la cámara, así como la atmósfera, en caso de observaciones terrestres.
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