La materia perdida del Universo

Aunque el Universo contiene miles de millones de galaxias, sólo una pequeña cantidad de su materia está encerrada en estos colosos. La mayoría de la materia del Universo que fue creada durante y justo después del Big Bang debe ser encontrada en otra parte. Ahora, en una extensa búsqueda en el Universo Local, los astrónomos dicen haber encontrado definitivamente cerca de la mitad de la materia normal perdida, llamada bariones, en los espacios entre las galaxias. Este importante componente del Universo es conocido como medio intergaláctico.
Hubble busca las huellas de los bariones en la luz de los cuásares a frecuencias específicas.

Hubble busca las huellas de los bariones en la luz de los cuásares a frecuencias específicas.

Las preguntas como "¿Dónde se fueron los bariones locales y cuáles son sus propiedades?" están siendo respondidas con mayor certidumbre que nunca.

"Pensamos que estamos viendo los filamentos de una estructura tipo red que forma la columna vertebral del Universo", explica Mike Shull de la Universidad de Colorado. "Lo que estamos confirmando en detalle es que el espacio intergaláctico, que intuitivamente podría parecer vacío, es de hecho el reservorio de la mayoría de la materia normal, bariónica, en el Universo".

Ya habíamos contado algo acerca de los filamentos en "Simulación del Universo busca materia perdida".

Observaciones del Telescopio Espacial Hubble casi una década atrás por Todd Tripp y colegas reportaron haber encontrado la porción más caliente de la materia perdida en el Universo local. Este estudio utilizó observaciones espectroscópicas de un cuásar para buscar gas intergaláctico a lo largo del camino al cuásar.

En la edición del 20 de mayo de The Astrophysical Journal, Charles Danforth y Shull reportan sobre observaciones tomadas a lo largo de la líneas de visión de 28 cuásares. Su análisis representa las observaciones más detalladas a la fecha de cómo el medio intergaláctico se ve dentro de cuatro mil millones de años luz de la Tierra.

Los bariones son protones, neutrones y otras partículas subatómicas que forman la materia ordinaria como el hidrógeno, helio y elementos pesados. La materia bariónica forma las estrellas, planetas, lunas e incluso el gas y polvo de los que nacen las nuevas estrellas.

No debe confundirse esta "materia perdida" con la materia oscura, una misteriosa y exótica forma de materia que sólo es detectada por su tirón gravitacional.

Danforth y Shull, buscaron la materia bariónica perdida usando la luz de cuásares distantes (los núcleos brillantes de galaxias con agujeros negros activos) para investigar la estructura tipo tela de araña que impregna el aparentemente invisible espacio entre galaxias, como si encendieran una linterna a través de la niebla.

Usando el instrumento Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) a bordo del Telescopio Espacial Hubble y el Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE), ambos de NASA, los astrónomos encontraron gas caliente, mayormente las huellas oxígeno e hidrógeno en la luz de los cuásares.

Se encontraron 83 filamentos entrelazados con oxígeno ionizado en el que cinco electrones han sido quitados.

La presencia de este oxígeno altamente ionizado (y otros elementos) entre las galaxias, se cree que rastrean grandes cantidades de hidrógeno ionizado en el Universo. Estos vastos reservorios de hidrógeno habrían escapado de la detección por ser muy calientes para ser vistos en luz visible o muy fríos para ser observados en rayos-X.

El oxígeno delator fue probablemente creado cuando las supernovas en las galaxias esparcieron el oxígenos al medio donde se mezcló con el hidrógeno pre-existente, calentando el oxígeno a muy altas temperaturas.

El equipo encontró además que cerca de 20% de los bariones residen dentro de los vacíos entre los filamentos. Dentro de estos vacíos puede haber galaxias enanas débiles.

Investigar esta vasta red cósmica será el objetivo clave de Cosmic Origins Spectrograph (COS), un nuevo instrumento científico que los astronautas planean instalar en la Misión de Servicio del Hubble número 4 a fin de año.

El equipo de COS espera observar otros 100 cuásares adicionales y así construir un sondeo de más de 10.000 filamentos de hidrógeno en la red cósmica.

Esperemos que esta vez no sea una falsa alarma como contábamos en "Se perdió un pedazo de Universo, de nuevo..."

Fuentes y links relacionados

Hubble Survey Finds Missing Matter, Probes Intergalactic Web

The Low-z Intergalactic Medium. III. H i and Metal Absorbers at z < 0.4
Charles W. Danforth y J. Michael Shull
The Astrophysical Journal, 679:194–219, 2008 May 20

Crédito imágenes