Crédito de imagen: SDSS
Los astrónomos del Sloan Digital Sky Survey han reunido datos para construir un mapa tridimensional preciso que detalla los cúmulos de galaxias y materia oscura. El equipo de SDSS - 200 astrónomos en 13 países - midió el Universo para contener 70% de energía oscura (una fuerza misteriosa que repele a las galaxias), 25% de materia oscura y 5% de materia normal.
Los astrónomos del Sloan Digital Sky Survey (SDSS) han realizado la medición más precisa hasta la fecha del cúmulo cósmico de galaxias y materia oscura, refinando nuestra comprensión de la estructura y evolución del Universo.
"Desde el comienzo del proyecto a finales de los años 80, uno de nuestros objetivos clave ha sido una medición precisa de cómo las galaxias se agrupan bajo la influencia de la gravedad", explicó Richard Kron, director de SDSS y profesor de la Universidad de Chicago.
El portavoz del SDSS Project, Michael Strauss, de la Universidad de Princeton, y uno de los autores principales del nuevo estudio, explicó que: "Este patrón de agrupamiento codifica información sobre la materia invisible que tira de las galaxias y sobre las fluctuaciones de semillas que surgieron del Big Bang".
Los hallazgos se describen en dos documentos presentados al Astrophysical Journal y a la Physical review D; se pueden encontrar en el sitio web de preimpresión de física, www.arXiv.org, el 28 de octubre.
Mapeo de fluctuaciones
El modelo cosmológico líder invoca una rápida expansión del espacio conocida como inflación que estira las fluctuaciones cuánticas microscópicas en las secuelas ardientes del Big Bang a enormes escalas. Después de que terminó la inflación, la gravedad causó que estas fluctuaciones de semillas crecieran en las galaxias y los patrones de agrupamiento de galaxias observados en el SDSS.
Las imágenes de estas fluctuaciones de semillas fueron publicadas por la sonda de anisotropía de microondas Wilkinson (WMAP) en febrero, que midió las fluctuaciones en la radiación reliquia del Universo temprano.
"Hemos hecho el mejor mapa tridimensional del Universo hasta la fecha, mapeando más de 200,000 galaxias a dos mil millones de años luz de distancia en un seis por ciento del cielo", dijo otro autor principal del estudio, Michael Blanton de la Universidad de Nueva York. Los patrones de agrupamiento gravitacional en este mapa revelan la composición del Universo a partir de sus efectos gravitacionales y, combinando sus mediciones con las de WMAP, el equipo de SDSS midió que la materia cósmica consistía en 70 por ciento de energía oscura, 25 por ciento de materia oscura y cinco por ciento materia ordinaria
El SDSS es dos encuestas separadas en una: las galaxias se identifican en imágenes 2D (derecha), luego se determina su distancia a partir de su espectro para crear un mapa 3D profundo de 2 mil millones de años luz (izquierda) donde cada galaxia se muestra como un solo punto, el color que representa la luminosidad: esto muestra solo las 66,976 nuestras de 205,443 galaxias en el mapa que se encuentran cerca del plano del ecuador de la Tierra. (Haga clic para jpg de alta resolución, versión sin líneas).
Descubrieron que los neutrinos no podían ser un componente importante de la materia oscura, lo que pone entre las restricciones más fuertes hasta la fecha en su masa. Finalmente, la investigación de SDSS encontró que los datos son consistentes con las predicciones detalladas del modelo de inflación.
CONFIRMACIÓN CÓSMICA
Estos números proporcionan una confirmación poderosa de los reportados por el equipo de WMAP. La inclusión de los nuevos hallazgos de SDSS ayuda a mejorar la precisión de la medición, más que reducir a la mitad las incertidumbres de WMAP sobre la densidad de materia cósmica y el parámetro de Hubble (la tasa de expansión cósmica). Además, las nuevas mediciones concuerdan bien con los resultados de vanguardia anteriores que combinaron WMAP con la encuesta anglo-australiana de desplazamiento al rojo de la galaxia 2dF.
"Diferentes galaxias, diferentes instrumentos, diferentes personas y diferentes análisis, pero los resultados están de acuerdo", dice Max Tegmark de la Universidad de Pennsylvania, primer autor de los dos documentos. "Las afirmaciones extraordinarias requieren evidencia extraordinaria", dice Tegmark, "pero ahora tenemos evidencia extraordinaria de materia oscura y energía oscura y tenemos que tomarlas en serio sin importar cuán perturbadores parezcan".
Los nuevos resultados SDSS (puntos negros) son las mediciones más precisas hasta la fecha de cómo fluctúa la densidad del Universo de un lugar a otro en escalas de millones de años luz. Estas y otras medidas cosmológicas concuerdan con la predicción teórica (curva azul) para un universo compuesto de 5% de átomos, 25% de materia oscura y 70% de energía oscura. Cuanto más grandes son las escalas que promediamos, más uniforme aparece el Universo. (Haga clic para obtener una resolución jpg de alta resolución, sin lujos).
"El verdadero desafío ahora es imaginar cuáles son estas sustancias misteriosas en realidad", dijo otro autor, David Weinberg, de la Universidad Estatal de Ohio.
EMPRESA SDSS A GRAN ESCALA
El SDSS es la encuesta astronómica más ambiciosa jamás realizada, con más de 200 astrónomos en 13 instituciones de todo el mundo.
"El SDSS es realmente dos encuestas en una", explicó el científico del proyecto James Gunn de la Universidad de Princeton. En las noches más prístinas, el SDSS utiliza una cámara CCD de campo amplio (construida por Gunn y su equipo en la Universidad de Princeton y Maki Sekiguchi del Grupo de Participación de Japón) para tomar imágenes del cielo nocturno en cinco amplias bandas de ondas con el objetivo de determinar La posición y el brillo absoluto de más de 100 millones de objetos celestes en una cuarta parte de todo el cielo. Cuando se completó, la cámara fue la más grande jamás construida para fines astronómicos, reuniendo datos a una velocidad de 37 gigabytes por hora.
En las noches con luz de luna o una ligera capa de nubes, la cámara de imágenes se reemplaza con un par de espectrógrafos (construidos por Alan Uomoto y su equipo en la Universidad Johns Hopkins). Utilizan fibras ópticas para obtener espectros (y por lo tanto desplazamientos al rojo) de 608 objetos a la vez. A diferencia de los telescopios tradicionales en los que las noches se reparten entre muchos astrónomos que llevan a cabo una variedad de programas científicos, el telescopio SDSS de 2.5 m de propósito especial en el Observatorio Apache Point en Nuevo México se dedica exclusivamente a este estudio, para operar cada noche despejada durante cinco años .
La primera publicación pública de datos del SDSS, llamada DR1, contenía alrededor de 15 millones de galaxias, con mediciones de distancia de desplazamiento al rojo para más de 100,000 de ellas. Todas las mediciones utilizadas en los hallazgos reportados aquí serían parte de la segunda publicación de datos, DR2, que estará disponible para la comunidad astronómica a principios de 2004.
Strauss dijo que el SDSS se está acercando a la mitad de su objetivo de medir un millón de desplazamientos al rojo de la galaxia y el cuásar.
"La verdadera emoción aquí es que las diferentes líneas de evidencia del fondo cósmico de microondas (CMB), la estructura a gran escala y otras observaciones cosmológicas nos están dando una imagen consistente de un universo dominado por la energía oscura y la materia oscura", dijo Kevork Abazajian del Fermi National Accelerator Laboratory y el Laboratorio Nacional de Los Alamos.
Fuente original: Lanzamiento de noticias Sloan Digital Sky Survey
