Los astrónomos ayudan a encontrar átomos escurridizos en todo el universo

Astrónomos de la Universidad de Toronto han descubierto algunas de las cosas más escurridizas de nuestro universo al observar profundamente la red cósmica, la red de filamentos y nodos que trazan la distribución a gran escala de las galaxias.

Aunque las galaxias producen la mayor parte de la luz visible en el universo, contienen menos del 10% de todos los átomos del cosmos. La mayoría de los demás están en el red cósmica en la forma de un gas tan difuso, no hay más de un átomo por pie cúbico de espacio, mucho más vacío que el mejor vacío jamás logrado en la Tierra.

“Debido a que el gas es tan delgado, es extremadamente difícil de ver”, dice el cosmólogo Adam Hincks, profesor asistente designado conjuntamente en el Departamento de Astronomía y Astrofísica David A. Dunlap y St. Michael’s College. “Durante años, los astrónomos llamaron a esto el ‘problema del barión faltante’. Materia incandescente que podían detectar”.

En los últimos años, sin embargo, los astrónomos finalmente han comenzado a descubrir estos escurridizos átomos.

En Toronto, Hincks, quien también es el primer St. Michael’s de la Cátedra de Ciencias, Cristianismo y Culturas de la Familia Sutton, dirigió un equipo internacional de científicos que detectó el gas caliente y difuso en un filamento a unos 40 millones de años luz entre dos cúmulos. de galaxias

Hincks y sus colaboradores utilizaron datos de archivo del satélite Planck y datos más recientes del Telescopio Cosmológico de Atacama (ACT) en el norte de Chile, que examina el fondo cósmico de microondas (CMB), la luz más antigua del universo.

Al observar cómo el gas del filamento dispersaba la luz del CMB, determinaron que el gas del filamento tenía una masa de unos 50 000 millones de soles, o unas 50 veces más masa que nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.

Aunque ya se ha encontrado evidencia de gas filamentoso en este sistema con datos de Planck, el instrumento ACT más grande ha agudizado la imagen considerablemente, haciendo que la distinción entre los cúmulos de galaxias y el filamento sea mucho más clara.

La investigación se describe en un artículo publicado a principios de este año en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society. Los coautores de Hincks en la U of T incluyen a la Dra. Martine Lokken. estudiante del departamento de astronomía y astrofísica de la U de T, y J. Richard Bond, profesor del Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica (CITA).

Mientras que la investigación de Hincks se centró en la falta de bariones en un conjunto particular de galaxiasLokken descubrió cómo este gas se distribuye en un conjunto de regiones particulares de la red cósmica.

Lokken, supervisado por Bond y Renée Hložek, profesora asociada del Instituto Dunlap de Astronomía y Astrofísica, utilizó datos del Dark Energy Survey para identificar casi 1000 cúmulo de galaxias que viven en regiones del universo que probablemente estén impregnadas de gas filamentoso que es más denso y más caliente que el promedio.

Lokken luego combinó su señal de gas extendida en datos de Planck y ACT. Encontró evidencia no solo de gas en los propios cúmulos, sino también en patrones filamentosos extendidos lejos de los cúmulos. Estos deberían contener gran parte del gas difuso descrito en el artículo de Hincks.

“Nuestro trabajo demuestra una nueva forma de estudiar el gas en la red cósmica”, dice Lokken. “Contar todos los llamados ‘bariones perdidos’ es una de las tareas más importantes que tenemos que hacer como cosmólogos. Nuestros estudios direccionales del gas cósmico son una forma completamente nueva de investigar este y otros problemas. Preguntas sobre los orígenes de nuestro universo .”

El trabajo de Lokken apareció recientemente en un artículo de El diario astrofísico.