Un puente de materia oscura entre dos supercúmulos galácticos que confirma la idea de la web cósmica

Observar la materia oscura a escala cósmica donde no hay materia ordinaria es casi imposible y siempre necesitamos que haya materia ordinaria cerca para ver sus efectos sobre ella, por eso siempre se suele ver ambos tipos de materia ligadas entre sí. Se publica en Nature la observación de un puente (un filamento) enorme de materia oscura que une dos supercúmulos galácticos, Abell 222 y Abell 223. La teoría predice que este tipo de filamentos deben ser muy habituales, sin embargo, esta es la primera vez que se observa uno (repito, porque observarlos es muy difícil). La nueva técnica desarrollada para alcanzar este logro (basada en lentes gravitatorias débiles) se espera que permitirá observar muchos otros ejemplos en los próximos años. La materia en el universo (el 80% de la cual es materia oscura) se distribuye como el jabón en la espuma del baño, en las capas externas de grandes vacíos (las burbujas de la espuma). Se denomina “telaraña cósmica” (cosmic web) a esta idea de la que se tienen pruebas indirectas. El nuevo trabajo de Jörg Dietrich, cosmólogo de la Universidad de Munich en Alemania, y sus colegas es un apoyo muy firme a esta idea. Nos lo ha contado Zeeya Merali, “Dark matter’s tendrils revealed. Direct measurement of a dark-matter ‘filament’ confirms its existence in a galaxy supercluster,” Nature, 04 July 2012, haciéndose eco del artículo técnico de Jörg P. Dietrich, Norbert Werner, Douglas Clowe, Alexis Finoguenov, Tom Kitching, Lance Miller, Aurora Simionescu, “A filament of dark matter between two clusters of galaxies,” Nature, Published online 04 July 2012 [arXiv:1207.0809].

Para los que gusten de datos más técnicos. Los supercúmulos galácticos Abell 222 y Abell 223 presentan un corrimiento al rojo de  ≈  0,21 y están separados en el cielo por unos 14′ (minutos de arco). El puente de materia oscura ha sido confirmado con una confianza estadística de 4,1 σ (sigmas) gracias a las observaciones del telescopio Subaru de 8,2 metros en Mauna Kea, Hawai. La masa de Abell 222 y Abell 223 se estima en unos 2,7 ± 0,8 × 1014 y 3,4 ± 1,2 × 1014 masas solares, resp., mientras que el filamento tiene una masa de 6,5 ± 0,1 × 1013 masas solares (aunque el mejor ajuste se obtiene para 9,8 ± 4,4 × 1013 masas solares). Las medidas de la cantidad de gas de materia ordinaria que puede haber en el filamento indican que no supera las 5,8 × 1012 masas solares. Futuros estudios permitirán conocer mejor las propiedades de este filamento de materia oscura.

18 pensamientos en “Un puente de materia oscura entre dos supercúmulos galácticos que confirma la idea de la web cósmica

    • Aleixaleix, la materia oscura existe pues ha sido observada. Otra cosa diferente es que no sabemos lo que es… puede ser una modificación de la gravedad (pero incluso en este caso la materia oscura existe)… o puede ser una partícula aún por descubrir…

      • De acuerdo. Gracias por responder. De todas formas, si acaba siendo una modificación de la gravedad (tipo MOND u otro) se me haría un poco raro llamarle materia oscura. Una cosa es que haya materia exótica y otra que la materia conocida se comporte (interaccione) de manera diferente a lo que creíamos. Supongo que es cuestión de lenguaje o quizás no lo he entendido bien. Un saludo.

      • Aleix, recuerda que hay materia oscura donde no hay materia ordinaria. Para una modificación de la gravedad explicar que hay gravedad donde no hay materia ordinaria requiere introducir “algo” (no tengo ni idea de qué será) y ese algo será la “materia oscura” en dicha teoría. Quizás sea una cuestión de lenguaje, pero tiene que haber “algo” que actúe como lente gravitatoria donde no vemos que haya nada.

      • Me da la sensación de que en tu razonamiento no estás aceptando un posible cambio en la teoría de la gravedad. Tienes razón en que para una modificación de la gravedad requiere que haya algo, pero para una modificación en la teoría de la gravedad no hace falta que haya nada. Por ejemplo, en MOND, aunque me parece una teoría muy rara, puedes reproducir las curvas de rotación galáctica sin necesidad de suponer materia (o energía) oscuras. Hay otras variantes de la RG que también permiten ajustar esas curvas. Por supuesto, a día de hoy la RG es lo que aceptamos, pero para mí, las curvas de rotación galácticas abren una bifurcación entre 1) sigue con la RG e incorpora materia y energía oscura y 2) cambia o mejora la RG para que no haya necesidad de algo tan extraño. Mi posición es que probablemente haya que seguir ambas ramas, es decir, que haya tipos de energía y materia desconocidas pero que la teoría de la gravitación no sea todavía perfecta. Lo que inicialmente intentaba decir es que en tu post, por tu forma de hablar, parecía que dabas por establecida la opción 1 y creo que aún es pronto para decirlo. Pero de todas formas ya leeré bien el artículo que propones porque quizás podría dar nuevas pistas. ¡Gracias! :)

  1. ” … 14′ (segundos de arco).”
    En todo caso minutos de arco.

    • Gracias, Alnair, se me ha colado… en qué estaría pensando.

  2. Hola, Francis. Esta noticia es magnífica y constructiva. En mi opinión, va en la línea del campo de creación material propuesto por Fred Hoyle. Pero cuidado con decir que esto demuestra el modelo inflacionario porque la entropía, con materia oscura o sin ella, acecha a la vuelta de la esquina. Saludos.

    • Actualmente se supone que la composición sería aproximadamente: 4% de materia ordinaria, 23% de materia oscura y de un 73% de energía oscura. (wmap)

      Con ese 80% Francis se refiere a la parte de materia oscura respecto al total de materia (barionica y oscura), mientras que la cita que pones de la wiki incluiría la energia oscura y por eso son porcentajes distintos.

    • Gracias, Fer137, te me has adelantado.

      Shavi, la wikipedia en español es una basura, consulta siempre la wikipedia en inglés.

      La frase “la materia oscura constituye del orden del 21% de la masa del Universo observable y la energía oscura el 70%” es obviamente incorrecta.

      En la wikipedia en inglés tienes la frase correcta “Dark matter is estimated to constitute 84% of the matter in the universe and 23% of the mass-energy.”

      En cuanto al número 84% en lugar de 80% se trata de números aproximados y difíciles de calcular por la contribución de los neutrinos. Los datos de WMAP 7 apuntan a un número más próximo al 80% (la fuente del 84% de la wiki en inglés es un artículo divulgativo de la web de la NASA).

      Saludos

  3. Se que estoy fuera de contexto pero me estoy enfermando… acabo de mirar un documental en el History Channel donde dice que la tierra está hueca y los dioses griegos, nórdicos, romanos, etc. eran nada más y nada menos que turistas extraterrestres; para colmo en la tanda comercial anunciaron otro documental en el que una tía dice que es evidente que el Big Bang lo creó dios todopoderoso. Socorrooooo!!!

    • Tobias, el origen de estos filamentos es el efecto de la gravedad en un universo en expansión sobre las fluctuaciones cuánticas del universo primordial amplificadas por la propia expansión. La idea es que las regiones más vacías, por la gravedad se hacen aún más vacías y sus fronteras (más llenas) se llenan aún más, como resultado aparece una estructura similar a la espuma de jabón.

      Casi todo lo que sabemos sobre el proceso es gracias a simulaciones por ordenador como ésta.

      • Gracias, Francis! Me encanta el video. Lo que no me queda claro muy bien es por qué la distribución de la materia ordinaria difiere de la de la materia oscura. Cómo es que dicho filamento de materia oscura carece de materia ordinaria? O es que contiene materia ordinaria que no se nota porque no se ha encendido la fusión?

        Mi entendimiento es que la distribución de materia oscura difiere de la de la materia ordinaria porque los dos tipos de materia siguen dinámicas diferentes. Véase artículos como este en los que se ha simulado tanto la distribución de materia oscura como la de materia ordinaria y las dos acaban siendo diferentes… ¿Se lo puede ver así?

      • Tobias, has dado en el clavo. Sobre la materia (ordinaria y oscura), en un universo en expansión, influyen dos “fuerzas” diferentes, la gravedad (que influye igual en la materia que en la materia oscura) y las demás interacciones (QED, EW, QCD) que influyen en la materia (ordinaria) pero no influyen en la materia oscura. Por eso las dos evolucionan con el tiempo de forma diferente a partir de una distribución inicial muy parecida en los primeros instantes de la gran explosión.

  4. Hay dos datos que me llaman la atención en la tira de comentarios del artículo de Nature. El primero es que se desencadena una polémica furiosa acerca de la hipotética relación entre la materia oscura y los agujeros negros. Al parecer, la relatividad de escala discreta predice la friolera de trillones de agujeros negros con masa estelar a lo largo y ancho de la Vía. El segundo dato: está a punto entrar en funcionamiento el satélite NusSTAR, un artefacto que detecta rayos X y que tiene resolución y sensibilidad diez y cien veces mejores que los telescopios de rayos X anteriores.

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