Noviembre 11, 2010:
Los astrónomos utilizando el telescopio espacial Hubble de NASA recibieron impulso de una lupa cósmica
para construir uno de los mapas más nítidos de materia oscura en el universo.
Usaron la cámara avanzada para sondeos del Hubble para trazar la materia invisible en el masivo cúmulo de galaxias Abell 1689,
que se encuentra a 2.200 millones de años-luz (675 megaparsecs) [en Virgo; A.R. 13h 11m 34,20s, Dec. -1° 21' 56,0"].
Las distancias a las galaxias proyectadas son entre 7 y 12 miles de millones de años luz.
El cúmulo contiene alrededor de 1.000 galaxias y billones de estrellas. La materia oscura es una forma invisible de materia que es responsable de la mayor parte de la masa del universo. El Hubble no puede ver directamente la materia oscura. Los astrónomos infirieron su ubicación analizando el efecto de lentes gravitacionales, donde la luz de las galaxias detrás de Abell 1689 está distorsionada por la intervención de la materia dentro del cúmulo.
Los investigadores usaron las posiciones observadas de 135 imágenes distorsionadas de 42 de las galaxias de fondo para calcular la ubicación y la cantidad de materia oscura en el clúster. Ellos superpusieron un mapa, teñido de azul, de estas concentraciones de materia oscura inferidas sobre una imagen del Hubble del clúster. Las nuevas observaciones de materia oscura pueden producir nuevas ideas sobre el papel de la energía oscura en la formación del universo en sus años iniciales.
Los astrónomos utilizando el telescopio espacial de Hubble de la NASA aprovecharon una lupa cósmica gigante
para crear uno de los mapas más nítidos y más detallados de la materia oscura en el universo.
La materia oscura es una sustancia invisible y desconocida que conforma la mayor parte de la masa del universo.
Las nuevas observaciones de materia oscura pueden producir nuevas ideas sobre el papel de la energía oscura en la formación del universo en sus años iniciales. El resultado sugiere que los cúmulos de galaxias pueden haberse formado antes de lo previsto, antes de que el empuje de la energía oscura inhibiera su crecimiento. Una misteriosa propiedad de espacio, la energía oscura lucha contra la fuerza gravitacional de la materia oscura. La energía oscura empuja las galaxias aparte unas de otras estirando el espacio entre ellas, con lo que se inhibe la formación de estructuras gigantes llamadas cúmulos de galaxias. Una forma en que los astrónomos pueden sondear este tira y afloja primitivo es a través de la distribución de la materia oscura en los cúmulos.
Un equipo dirigido por Dan Coe en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de NASA en Pasadena, California, utilizó la cámara avanzada para sondeos del Hubble para trazar la materia invisible en el cúmulo masivo de galaxias Abell 1689, que se encuentra a 2.200 millones de años-luz de distancia. La gravedad del cúmulo, la mayoría de la cual proviene de la materia oscura, actúa como una lupa cósmica, plegando y amplificando la luz de las galaxias distantes detrás de ella. Este efecto, llamado lente gravitacional, produce múltiples, deformadas imágenes considerablemente ampliadas de esas galaxias, como las vistas en un espejo de feria. Mediante el estudio de las imágenes distorsionadas, los astrónomos estimaron la cantidad de materia oscura dentro del cúmulo. Si la gravedad del cúmulo sólo procediera de las galaxias visibles, las distorsiones del lente serían mucho más débiles.
Basados en su mapa de masa de mayor resolución, Coe y sus colaboradores confirman resultados anteriores que muestran que el núcleo de Abell 1689 es mucho más denso en materia oscura que lo esperado para un cúmulo de su tamaño, basados en simulaciones por computador del crecimiento de la estructura. Abell 1689 se une a un puñado de otros grupos estudiados que se encuentra que tienen núcleos igualmente densos. El hallazgo es sorprendente, debido a que el empuje de la energía oscura temprano en la historia del universo habría atrofiado el crecimiento de todos los cúmulos de galaxias.
"Los cúmulos de galaxias, por lo tanto, tendrían que haberse comenzado a formar miles de millones de años antes
para llegar a los números que vemos hoy en día", explica Coe.
"En tiempos anteriores, el universo era más pequeño y más densamente lleno de materia oscura.
Abell 1689 parece haber sido bien alimentado al nacer por la densa materia que lo rodeaba en el universo primigenio.
El cúmulo ha llevado esta masa con él a través de su vida adulta para que aparezca como lo observamos hoy".
Trazando lo Invisible
Abell 1689 es uno de los cúmulos con lentes gravitacionales más poderosos jamás observado. Las observaciones de Coe, combinadas con estudios anteriores, produjeron 135 imágenes múltiples de 42 galaxias de fondo.
"Las imágenes creadas son como un gran rompecabezas", dice Coe. "Aquí nos hemos encontrado, por primera vez, una manera tal de organizar la masa de Abell 1689 que enfoca todas estas galaxias de fondo a sus posiciones observadas". Coe utilizó esta información para producir un mapa de mayor resolución de la distribución de materia oscura del cúmulo que lo posible anteriormente.
Coe se unió con el matemático Edward Fuselier, quien, al tiempo, estaba en la Academia militar de West Point, para elaborar una nueva técnica para calcular el nuevo mapa. "Gracias, en gran parte, a las contribuciones de Eddie, hemos finalmente 'quebrado el código' de los lentes gravitacionales. Otros métodos se basan en hacer una serie de conjeturas sobre lo que es el mapa de la masa, y, a continuación, los astrónomos encuentran el que mejor se adapte a los datos. Con nuestro método, podemos obtener, directamente de los datos, un mapa de masa que da un encaje perfecto".
Los astrónomos están planeando estudiar más cúmulos para confirmar la posible influencia de la energía oscura.
Un importante programa del Hubble que analizará la materia oscura en cúmulos galácticos gigantescos
es la encuesta de Lentes de Cúmulos y Supernovas con el Hubble (CLASH).
En esta encuesta, el telescopio estudiará 25 cúmulos por un total de un mes durante los próximos tres años.
Los cúmulos del CLASH fueron seleccionados debido a su fuerte emisión de rayos-X,
indicando que contienen grandes cantidades de gas caliente.
Esta abundancia significa que los cúmulos son extremadamente masivos.
Mediante la observación de estos cúmulos,
los astrónomos trazarán las distribuciones de materia oscura y buscarán evidencia más concluyente de la formación primitiva de cúmulos,
y posiblemente de energía oscura primitiva.
CONTACTO
Donna Weaver
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.
410-338-4493 dweaver@stsci.edu
Dan Coe
NASA Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology,
Pasadena, Calif., and Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.
410-338-4312 dcoe@stsci.edu
HubbleSite - NewsCenter - News Release Number: STScI-2010-37
November 11, 2010 11:00 AM (EST)
La versión original de este trabajo, con más imágenes,
está disponible en el servidor del WWW del
Space Telescope Science Institute - HubbleSite
Ver también:
El Hubble Encuentra Anillo de Materia Oscura (Observatorio ARVAL, 06-6-2007)
NASA Encuentra Prueba Directa de Materia Oscura (Observatorio ARVAL, 08-24-2006)
Hubble Maps the Cosmic Web of Clumpy Dark Matter in 3-D
(STScI - HubbleSite, 01-07-2007)
Actualizada: Noviembre 12 '10
Regreso: ARVAL - Galería de Imágenes (Mapa Detallado de Materia Oscura Genera Pistas sobre el Crecimiento de los Cúmulos de Galaxias)
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