El misterioso “flujo oscuro” cósmico se rastrea hasta las profundidades del universo

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Cumulo galactico
El cúmulo galáctico 1E 0657-56 (conocido como Cúmulo Bala) está a 3800 millones de años luz de distancia. Es uno de los cientos que parecen estar arrastrados por un misterioso flujo cósmico. Crédito: NASA/STScI/Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.

Los lejanos cúmulos de galaxias fluyen misteriosamente a millones de kilómetros por hora a través de un camino aproximadamente centrado en las constelaciones australes de Centaurus e Hydra. Un nuevo estudio liderado por Alexander Kashlinsky del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, rastrea este movimiento colectivo – conocido como “flujo oscuro” – hasta el doble de la distancia originalmente informada.

“Esto no es algo que tuviésemos previsto encontrar, pero no podemos hacer que desaparezca”, dice Kashlinsky. “Ahora vemos que persiste a distancias mucho mayores – hasta 2500 millones de años luz de distancia”. El nuevo estudio aparecerá en el ejemplar del 20 de marzo de la revista The Astrophysical Journal Letters.

Los cúmulos parece estar moviéndose a lo largo de una línea que se extiende desde nuestro Sistema Solar hacia Centaurus/Hydra, pero el sentido de este movimiento tiene menos certeza. Las pruebas indican que los cúmulos se dirigen hacia fuera a lo largo de este camino, alejándose de la Tierra, pero el equipo aún no puede descartar el flujo opuesto. “Detectamos movimiento a lo largo de este eje, pero ahora mismo nuestros datos no pueden afirmar tan sólidamente como nos gustaría si los cúmulos se aproximan o no”, dice Kashlinsky.

El flujo oscuro es controvertido debido a que la distribución de materia en el universo observado no puede tenerlo en cuenta. Su existencia sugiere que alguna estructura más allá del universo visible – fuera de nuestro “horizonte” – está tirando de la materia en nuestra vecindad.

Los cosmólogos consideran al fondo de microondas – un destello de luz emitido unos 380 000 años después de la formación del universo – como el marco de referencia cósmico final. En relación a él, todos los movimientos a gran escala no deberían tener una dirección preferida.

El caliente gas emisor de rayos-X dentro de un cúmulo de galaxias dispersa fotones del fondo de microondas cósmico (CMB). Debido a que los cúmulos de galaxias no siguen con precisión la expansión del espacio, las longitudes de onda de los fotones dispersados cambian de una forma que refleja el movimiendo individual de cada cúmulo.

Esto da como resultado una diminuta variación de la temperatura del fondo de microondas en la dirección del cúmulo. El cambio, que los astrónomos llaman efecto cinemático Sunyaev-Zel’dovich (KSZ), es tan pequeño que nunca ha sido observado en un único cúmulo de galaxias.

Pero en 2000, Kashlinsky, trabajando junto a Fernando Atrio-Barandela de la Universidad de Salamanca en España, demostraron que era posible captar la sutil señal a partir de las medidas del ruido estudiando un gran número de cúmulos.

En 2008, armados con un catálogo de 700 cúmulos recopilados por Harald Ebeling de la Universidad de Hawai y Dale Kocevski, ahora en la Universidad de California en Santa Cruz, los investigadores aplicaron la técnica a una publicación de datos de tres años de WMAP. Aquí es cuando salió a la luz por primera vez el misterioso movimiento.

El nuevo estudio se basa en los anteriores, usando los resultados de cinco años de WMAP y duplicando el número de cúmulos galácticos.

“Se necesita, de media, una hora de tiempo de telescopio para medir la distancia a cada cúmulo con el que trabajamos, por no mencionar los años requeridos para encontrar esos sistemas”, dice Ebeling. “Este es un proyecto que ha requerido mucho para llegar a su final”.

De acuerdo con Atrio-Barandela, que se ha centrado en comprender los posibles errores en el análisis del equipo, el nuevo estudio proporciona una prueba mucho más sólida sobre que el flujo oscuro es real. Por ejemplo, los cúmulos más brillantes en las longitudes de onda de rayos-X tienen las cantidades más grandes de gas caliente para distorsionar los fotones del CMB. “Cuando se procesan, esos mismos cúmulos también muestran la señal KSZ más fuerte – improbable si el flujo oscuro fuese un mero error estadístico”, comenta.

Además, el equipo que ahora incluye también a Alastair Edge de la Universidad de Durham en Inglaterra, ordenó el catálogo de cúmulos en cuatro “porciones” representando distintos rangos de distancias. Entonces examinaron la dirección preferida del flujo para los cúmulos en el interior de cada porción. Aunque el tamaño y posición exacta de esta dirección muestra algo de variación, la tendencia global entre las porciones muestra una notable concordancia.

Los investigadores están trabajando actualmente para expandir su catálogo de cúmulos y rastrear el flujo oscuro al doble de distancia. Un modelo mejorado del gas caliente del interior de los cúmulos galácticos ayudará a refinar la velocidad, eje y dirección del movimiento.

Los planes futuros pasan por probar los hallazgos contra los nuevos datos publicados por el proyecto WMAP y la misión Planck de la Agencia Espacial Europea, que también cartografía actualmente el fondo de microondas.

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Autor: Francis Reddy / Lynn Chandler
Fecha Original: 10 de marzo de 2010
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