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9/12/09 - DJ:

Un menéame cósmico

T.E.L: 3 min. 6 seg.

Los astrónomos australianos liberaron el primer conjunto de datos del proyecto que busca los efectos de la materia oscura en el universo distante.
El origen de las oscilaciones en la distribución de las galaxias


El primer conjunto de datos del Proyecto WiggleZ contiene 100 mil galaxias y se publicará con un artículo en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

En inglés, wiggle es meneo o contoneo, que tiene un matiz de sinonimia con oscilación. En cosmología, el parámetro Z señala el corrimiento al rojo cosmológico. El nombre del proyecto surge del estudio de las oscilaciones bariónicas acústicas o BAO al medir los corrimientos al rojo de las galaxias.

¿Qué son estas oscilaciones?
El universo primitivo era un plama compuesto de fotones y bariones cuyo remanente es el fondo de radiación de microondas (CMB). Los bariones son los protones y neutrones, la materia "normal" que compone todo lo que conocemos, pero que no parece ser aquello que forma a la "materia oscura".
Este fondo no es homogéneo por lo que se dice que tiene anisotropías, es decir que algunas de sus propiedades varían.
La presión de los fotones tienden a eliminar las anisotropías, mientras que la atracción gravitacional de los bariones – que se mueven a velocidades mucho menores que la velocidad de la luz – los hace tender a colapsar para formar densos halos. Estos dos efectos compiten para crear oscilaciones acústicas.

Para entender estas oscilaciones volvamos a las fuentes. Las BAO fueron descubiertas por SDSS en 2004. El coautor Bob Nichol lo explicaba al señalar: "En el universo primitivo, la interacción entre la gravedad y la presión causó que una región del espacio con más materia ordinaria que el promedio oscilara, enviando ondas como si fueran las ondas en un estanque al lanzar una piedra. Esas ondas en la materia crecieron por un millón de años hasta que el universo se enfrió lo suficiente para 'congelarlas' en su lugar. Lo que vemos ahora en los datos de galaxias de SDSS son las huellas de esas ondas miles de millones de años después".

SDSS Bariaciones Acústicas
Un mapa de las galaxias en una porción del SDSS. La posición de la Tierra es representada por la imagen del telescopio. Cada punto marca la posición de una galaxia, como el ejemplo mostrado a la izquierda. En el primer millón de años luego del Big Bang, las ondas de sonido son llevadas al gas cósmico (abajo a la derecha). Arriba (en la forma que parece una porción de torta) se muestra la escala actual de las ondas de sonido.


El menéame cósmico
WiggleZ Dark Energy Survey es entonces un relevamiento que medirá el corrimiento al rojo de 240.000 galaxias con un espectógrafo en el telescopio de 3.9 metros del observatorio Anglo-Australiano. El estudio realizará mediciones en un volumen de 1 gigaparsec cúbico sobre un área del cielo de mil grados cuadrados con un promedio de densidad de 350 galaxias por grado cuadrado.

Las galaxias tienen fuertes líneas de emisión lo que permite confiables mediciones del corrimiento al rojo en exposiciones relativamente cortas. El corrimiento al rojo promedio de las galaxias es Z=0,6 y el rango que contiene al 90% de las galaxias es Z entre 0,2 y 1, de acuerdo a lo que señala el sitio del sondeo WiggleZ.

Este gran relevamiento, que comenzó en 2006 y finalizará el año próximo, permitirá crear un mapa tridimensional de galaxias lejanas.
La naturaleza de la energía oscura es desconocido y su estudio es abordado por distintos proyectos. Un mapa 3D de galaxias ya fue realizado por SDSS, en particular el estudio BOSS que estudia justamente las BAO.

Otros estudios
Pero no es el único enfoque. Otra posibilidad de estudio de la energía oscura es observar el brillo de distantes supernovas. Cuando vemos una explosión de una gran estrella, la vemos tal como era cuando su luz se emitió, mucho tiempo atrás. Al comparar el brillo predicho para ese momento en la historia del universo con el brillo observado los astrónomos descubrieron que las galaxias no parecen alejarse igual a lo predicho. En realidad, no es que las galaxias se alejen, sino que lo que se expande es el universo. Al observar las supernovas, particularmente las de Tipo Ia, los astrónomos descubrieron que el universo se expande más rápido de lo esperado y atribuyen eso a una fuerza desconocida a la que se llama energía oscura.

"La oscilación bariónica es un método que ha madurado rápidamente para medir la energía oscura de una forma complementaria a las técnicas probadas de cosmología de supernovas", explicó David Schlegel del Lawrence Berkeley National Laboratory.

Los dos métodos, el de supernovas y el de las BAO tienen incertidumbres, pero independientes, por lo que al usarlos en forma complementaria pueden resultar en un doble chequeo.

Fuentes y links relacionados


Sobre las imágenes


  • El origen de las oscilaciones en la distribución de las galaxias
    La parte superior de la imagen corresponde al universo primitivo y la inferior al universo actual. Los círculos (que parecen blancos de tiro) marcan donde hubo dos fuentes de presión de ondas que viajaron como ondas en un estanque al arrojar una piedra. Las galaxias prefieren crecer en el centro y bordes de los blancos. La separación preferida es el radio de esos blancos (la barra de escala).
    Imagen:Sam Moorefield, Swinburne University.

  • Mapa SDSS. Crédito: Eisenstein, Sloan Digital Sky Survey




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