El movimiento de las estrellas en explosión podría arrojar luz sobre la energía oscura

Remanente de una supernova de tipo Ia

Un estudio con múltiples telescopios de millones de supernovas podría dar a los cosmólogos una mejor comprensión de la energía oscura y ayudar a explicar los orígenes de las estructuras a gran escala en el universo, de acuerdo con los cosmólogos Pengjie Zhang y Xuelei Chen de la Academia China de las Ciencias. La investigación propuesta implicaría medir el “movimiento peculiar” de cada estrella en explosión, lo cual revelaría nueva información sobre cómo las galaxias se distribuyen por el cosmos.

Las galaxias se mueven alejándose unas de otras gracias a la expansión del universo. No obstante, esta expansión no es la misma en todos sitios y cada galaxia tiene un “movimiento peculiar” adicional, el cual es causado por el tirón gravitatorio de las galaxias vecinas.

En lugar de aislar el movimiento peculiar de las galaxias individuales, los astrónomos intentan determinar la velocidad peculiar a gran escala (LSPV), que es la velocidad peculiar media de las galaxias en relación a la Tierra en ciertas regiones del universo. Dependen de conocer las distancias entre la Tierra y cada galaxia — y esto puede ser muy difícil de medir con precisión.

Candelas estándar

Algo que pueden medir con precisión, sin embargo, es la distancia a una supernova de tipo Ia — una enana blanca en explosión que se conoce como “candela estándar” debido a que siempre emite la misma cantidad de luz. Todo lo que tienen que hacer es medir el brillo de la supernova, y cuanto más tenue sea, más alejada estará. Pero los astrónomos también pueden estimar la velocidad a la que la estrella se aleja de la Tierra cuando explotó midiendo el desplazamiento Doppler (o “desplazamiento al rojo”) en la longitud de onda de su luz.

Si el universo se estuviese expandiendo de una forma uniforme, todas las supernovas de tipo Ia de un brillo específico tendrían el mismo desplazamiento al rojo. Sin embargo, Chen y Zhang esperan que el brillo medio de las supernovas con el mismo desplazamiento al rojo en una pequeña porción del cielo sea distinta respecto al brillo medio (en el desplazamiento al rojo) de todo el cielo. “Esta diferencia es proporcional al LSPV”, explica Chen (Phys Rev D 78 023006) .

Chen y Zhang creen que tal estudio se realizaría mejor usando supernovas con un desplazamiento al rojo “intermedio” de aproximadamente 0,5, lo cual data sus explosiones en aproximadamente hace 5000 millones de años. El estudio implicaría aproximadamente 106 supernovas, y requeriría varias décadas de observación continuada usando un número de distintos telescopios.

Christopher Gordon, cosmólogo de la Universidad de Oxford, en el Reino Unido, dijo a physicsworld.com que la propuesta “es una idea interesante”. No obstante, cree que Chen y Zhang pueden ser demasiado optimistas al decir que tal estudio podría completarse en varias décadas – incluso cuando los nuevos telescopios diseñados específicamente para encontrar tales supernovas como el Gran Telescopio de Estudio Sinóptico (LSST) entren en funcionamiento la próxima década.

Suavizando la energía oscura

Aún así, si Chen y Zhang pueden persuadir a los astrónomos para que hagan el estudio, los resultados podrían arrojar luz sobre la naturaleza de la energía oscura — una misteriosa sustancia que contrarresta la gravedad y anima a las galaxias a separarse. La energía oscura tiende a evitar que las galaxias se agrupen y por tanto suavizaría las variaciones en el LSPV. Sin embargo, algunas teorías sobre la energía oscura predicen menos agrupamiento que otras.

Un estudio podría también ampliar nuestra comprensión de la materia oscura — una sustancia que interactúa a través de la gravedad pero no mediante radiación electromagnética. Las galaxias están hechas en su mayor parte de materia oscura, por lo que Chen y Zhang creen que un estudio de LSPV podría revelar mucho sobre la distribución de la materia oscura en el universo.

La investigación permitiría a los físicos estudiar los efectos de la gravedad a lo largo de escalas de longitud muy grandes y podría también ayudar a los cosmólogos a comprender cómo las fluctuaciones cuánticas primordiales que tuvieron lugar justo tras el Big Bang se convirtieron en las estructuras a gran escala que son las galaxias que observamos hoy.


Autor: Hamish Johnston
Fecha Original: 24 de julio de 2008
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Comments (3)

  1. El movimiento de las estrellas en explosión podría arrojar luz sobre la energía oscura…

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