Astrónomos de la Universidad de Minnesota encontraron un enorme hoyo en el Universo, de cerca de mil millones de años luz, vacío de materia normal como estrellas, galaxias y gas, así como de la misteriosa materia oscura. Mientras estudios previos han mostrado otros huecos o vacíos en la estructura a gran escala del Univeso, este nuevo descubrimiento, los empequeñece a todos.
El agujero en el Universo. Crédito:Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF, NASA
"No sólo nadie ha encontrado un vacío de este tamaño, sino que nunca esperamos encontrar uno así", dice Lawrence Rudnick, profesor de la Universidad de Minnesota, quien junto a su graduado Shea Brown y la profesora Liliya Williams reportaron sus descubrimientos en un paper aceptado para su publicación en Astrophysical Journal.
Los astrónomos han sabido que en grandes escalas, el Universo tiene vacíos. Sin embargo, la mayoría de estos huecos son mucho menores que el que se descubrió recientemente.
Los astrónomos llegaron a sus conclusiones al estudiar datos del cielo del Very Large Array de NRAO (NVSS), un proyecto que observa todo el cielo visible al VLA en un mapa del fondo cósmico de microondas (CMB por sus siglas en inglés de Cosmic Microwave Background) realizado con el satélite WMAP. El fondo cósmico de microondas es el remanente de radiación del Big Bang. Las irregularidades de este fondo de microondas muestra estructuras que existieron sólo unos pocos cientos de miles de años luego de la "Gran explosión".
El satélite WMAP midió diferencias de temperaturas en el fondo cósmico que son de sólo millonésimas de un grado. La fría región en Eridanus fue descubierta en 2004.
Los astrónomos se preguntaron si la región fría era intrínseca al fondo cósmico y si indicaría alguna estructura en el Universo temprano o si sería causada por algo más cercano. Encontrar la escasez de galaxias en esa región al estudiar los datos de NVSS resolvió la cuestión.
"Aunque nuestros sorprendentes resultados necesitan una confirmación independiente, la tan baja temperatura del fondo cósmico en esta región parece ser causada por un enorme agujero vacío de toda materia de entre 6 y 10 mil millones de años luz de distancia a la Tierra", dijo Rudnick.
¿Como una falta de materia causa una baja temperatura en la radiación de fondo vista desde la Tierra?
La respuesta radica en la energía oscura, que se volvió dominante en el Universo recientemente, cuando el cosmos ya tenía unas tres cuartas partes de su tamaño actual. La energía oscura trabaja en oposición a la gravedad y está acelerando la expansión del universo. Gracias a la energía oscura, los fotones del fondo cósmico que pasan por un gran vacío antes de llegar a la Tierra tienen menos energía que aquellos que pasan a través de un área con una distribución normal de materia.
Izq: una región de 25 grados de la emisión del Fondo cósmico de microondas alrededor de la región de la zona fría del WMAP (en círculo). Los colores representan pequeñas variaciones (partes en 100.000) alrededor de la temperatura promedio de 2.7 grados sobre el cero absoluto, con colores azules para lo más frío. Datos del WMAP.
Derecha: Una porción del NVSS mostrando emisión de radio galaxias. Los colores azules representan un brillo de aproximadamente 20% por debajo del promedio.
Crédito:Rudnick et al., NRAO/AUI/NSF, NASA
En una expansión simple, sin energía oscura, los fotones que se acerquen a una gran masa -como un supercúmulo de galaxias- toman energía de su gravedad. Al alejarse, la gravedad le quita energía y terminan con la misma cantidad de energía que al comienzo.
Pero los fotones que pasan a través de un espacio rico en materia cuando la energía oscura es dominante no vuelven a su estado anterior. La energía oscura contrarresta la influencia de la gravedad y así las grandes masas no le quitan mucha energía a los fotones. Así, éstos arriban a la Tierra con mayor energía o temperatura.
A la inversa, los fotones que pasen por un espacio vacío, pierden energía. La aceleración de la expansión del Universo y la energía oscura fueron descubiertas hace menos de una década. Las propiedades físicas de la energía oscura no se conocen aunque es por mucho la más abundate forma de energía en el Univeso actual. Aprender su naturaleza es uno de los problemas de mayor importancia en la moderna astrofísica.
Fuentes y links relacionados
Nota en EurekAlert
Nota en NRAO
Datos del paper:
http://www.journals.uchicago.edu/ApJ/future.html
Extragalactic Radio Sources and the WMAP Cold Spot
Lawrence Rudnick, Shea Brown, and Liliya R. Williams
Received: 05 Apr 2007
Accepted: 02 Aug 2007
Dr. Lawrence Rudnick, Department of Astronomy, University of Minnesota, 116 Church Street, SE, Minneapolis, MN 55455, USA (larry@astro.umn.edu)
El agujero en el Universo. Crédito:Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF, NASA
"No sólo nadie ha encontrado un vacío de este tamaño, sino que nunca esperamos encontrar uno así", dice Lawrence Rudnick, profesor de la Universidad de Minnesota, quien junto a su graduado Shea Brown y la profesora Liliya Williams reportaron sus descubrimientos en un paper aceptado para su publicación en Astrophysical Journal.
Los astrónomos han sabido que en grandes escalas, el Universo tiene vacíos. Sin embargo, la mayoría de estos huecos son mucho menores que el que se descubrió recientemente.
Los astrónomos llegaron a sus conclusiones al estudiar datos del cielo del Very Large Array de NRAO (NVSS), un proyecto que observa todo el cielo visible al VLA en un mapa del fondo cósmico de microondas (CMB por sus siglas en inglés de Cosmic Microwave Background) realizado con el satélite WMAP. El fondo cósmico de microondas es el remanente de radiación del Big Bang. Las irregularidades de este fondo de microondas muestra estructuras que existieron sólo unos pocos cientos de miles de años luego de la "Gran explosión".
El satélite WMAP midió diferencias de temperaturas en el fondo cósmico que son de sólo millonésimas de un grado. La fría región en Eridanus fue descubierta en 2004.
Los astrónomos se preguntaron si la región fría era intrínseca al fondo cósmico y si indicaría alguna estructura en el Universo temprano o si sería causada por algo más cercano. Encontrar la escasez de galaxias en esa región al estudiar los datos de NVSS resolvió la cuestión.
"Aunque nuestros sorprendentes resultados necesitan una confirmación independiente, la tan baja temperatura del fondo cósmico en esta región parece ser causada por un enorme agujero vacío de toda materia de entre 6 y 10 mil millones de años luz de distancia a la Tierra", dijo Rudnick.
¿Como una falta de materia causa una baja temperatura en la radiación de fondo vista desde la Tierra?
La respuesta radica en la energía oscura, que se volvió dominante en el Universo recientemente, cuando el cosmos ya tenía unas tres cuartas partes de su tamaño actual. La energía oscura trabaja en oposición a la gravedad y está acelerando la expansión del universo. Gracias a la energía oscura, los fotones del fondo cósmico que pasan por un gran vacío antes de llegar a la Tierra tienen menos energía que aquellos que pasan a través de un área con una distribución normal de materia.
Izq: una región de 25 grados de la emisión del Fondo cósmico de microondas alrededor de la región de la zona fría del WMAP (en círculo). Los colores representan pequeñas variaciones (partes en 100.000) alrededor de la temperatura promedio de 2.7 grados sobre el cero absoluto, con colores azules para lo más frío. Datos del WMAP.
Derecha: Una porción del NVSS mostrando emisión de radio galaxias. Los colores azules representan un brillo de aproximadamente 20% por debajo del promedio.
Crédito:Rudnick et al., NRAO/AUI/NSF, NASA
En una expansión simple, sin energía oscura, los fotones que se acerquen a una gran masa -como un supercúmulo de galaxias- toman energía de su gravedad. Al alejarse, la gravedad le quita energía y terminan con la misma cantidad de energía que al comienzo.
Pero los fotones que pasan a través de un espacio rico en materia cuando la energía oscura es dominante no vuelven a su estado anterior. La energía oscura contrarresta la influencia de la gravedad y así las grandes masas no le quitan mucha energía a los fotones. Así, éstos arriban a la Tierra con mayor energía o temperatura.
A la inversa, los fotones que pasen por un espacio vacío, pierden energía. La aceleración de la expansión del Universo y la energía oscura fueron descubiertas hace menos de una década. Las propiedades físicas de la energía oscura no se conocen aunque es por mucho la más abundate forma de energía en el Univeso actual. Aprender su naturaleza es uno de los problemas de mayor importancia en la moderna astrofísica.
Fuentes y links relacionados
http://www.journals.uchicago.edu/ApJ/future.html
Extragalactic Radio Sources and the WMAP Cold Spot
Lawrence Rudnick, Shea Brown, and Liliya R. Williams
Received: 05 Apr 2007
Accepted: 02 Aug 2007
Dr. Lawrence Rudnick, Department of Astronomy, University of Minnesota, 116 Church Street, SE, Minneapolis, MN 55455, USA (larry@astro.umn.edu)
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