Astrofísicos encuentran nueva pista de la materia que parece faltar en el universo

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Los nuevos resultados del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA pueden haber ayudado a resolver el problema de la «masa perdida» del Universo. Los astrónomos no pueden explicar aproximadamente un tercio de la materia normal, es decir, el hidrógeno, el helio y otros elementos, que se crearon en los primeros mil millones de años después del Big Bang.

Los científicos han propuesto que la masa faltante podría estar oculta en hebras gigantes o filamentos de gas caliente (temperatura inferior a 100.000 Kelvin) y caliente (temperatura superior a 100.000 K) en el espacio intergaláctico. Estos filamentos son conocidos por los astrónomos como el «medio intergaláctico de calor cálido» o WHIM. Son invisibles para los telescopios de luz óptica, pero algunos de los gases calientes en los filamentos se han detectado en la luz ultravioleta. La parte principal de este gráfico es de la simulación Millennium, que utiliza supercomputadoras para formular cómo los componentes clave del Universo, incluido el WHIM, habrían evolucionado a lo largo del tiempo cósmico.

Si estos filamentos existen, podrían absorber ciertos tipos de luz, como los rayos X que pasan a través de ellos. El recuadro en este gráfico representa algunos de los datos de rayos X recopilados por Chandra de un agujero negro supermasivo distante y en rápido crecimiento conocido como quásar. La gráfica es un espectro (la cantidad de rayos X en un rango de longitudes de onda) de un nuevo estudio del quásar H1821 + 643 que se encuentra a unos 3.4 mil millones de años luz de la Tierra.

El último resultado utiliza una nueva técnica que afina la búsqueda del WHIM con cuidado y refuerza la firma de absorción relativamente débil al combinar diferentes partes del espectro para encontrar una señal válida. Con esta técnica, los investigadores identificaron 17 posibles filamentos que se encuentran entre el quásar y la Tierra, y obtuvieron sus distancias.

Un fotograma de la simulación Millenium que formula cómo los componentes clave del Universo, incluido el WHIM, evolucionaron a lo largo del tiempo. Crédito: Ilustración: Springel et al. (2005); Espectro: NASA / CXC / CfA / Kovács et al.

Para cada filamento, el espectro se desplazó en la longitud de onda para eliminar los efectos de la expansión cósmica, y luego los espectros de todos los filamentos se sumaron para que el espectro resultante tenga una señal de absorción mucho mayor por el WHIM que en los espectros individuales.

De hecho, el equipo no encontró absorción en los espectros individuales. Pero al sumarlos, convirtieron una observación de 5.5 días de duración en el equivalente a casi 100 días (aproximadamente 8 millones de segundos) de datos. Esto reveló una línea de absorción de oxígeno que se espera esté presente en un gas con una temperatura de alrededor de un millón de Kelvin.

Al extrapolar estas observaciones de oxígeno al conjunto completo de elementos, y de la región observada al Universo local, los investigadores informan que pueden explicar la cantidad completa de materia faltante.

Los resultados de esta investigación han sido publicados en The Astrophysical Journal.

Fuente: Phys.org

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