Se encuentran finalmente débiles filamentos de la "red cósmica" que abarca todo el universo

octubre 3, 2019

Las tenuemente tenues briznas de gas que forman los filamentos intergalácticos de un universo que abarca web cósmica finalmente pudo haber sido detectado por primera vez, informa un nuevo estudio.

Aparentemente, este gas está ayudando a impulsar el crecimiento de galaxias jóvenes, arrojando luz sobre cómo el universo ha evolucionado con el tiempo, dijeron los investigadores.

Investigaciones anteriores sugieren que, después de que el universo nació en el Big Bang Hace 13.800 millones de años, gran parte del gas de hidrógeno que constituye la mayor parte de la materia conocida del cosmos colapsó para formar láminas colosales. Estas hojas luego se separaron para formar los filamentos de una vasta red cósmica.

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Mapa que muestra los filamentos de gas de la red cósmica (azul) que se extienden desde la parte superior a la parte inferior de la imagen, detectados utilizando el instrumento MUSE en el Very Large Telescope. Los puntos blancos incrustados dentro de estos filamentos son galaxias formadoras de estrellas muy activas que están siendo alimentadas por los filamentos y que se detectan utilizando la matriz Atacama Large Millimeter / submillimeter.

(Crédito de la imagen: Hideki Umehata)

Las simulaciones cosmológicas han predicho que más del 60% del hidrógeno creado durante el Big Bang se encuentra dentro de estos filamentos gigantes. El trabajo previo también indica que, donde se cruzan estos filamentos, galaxias se forman y son alimentados por ríos de gas.

Sin embargo, gran parte de la evidencia de la red cósmica ha sido circunstancial. Las observaciones directas de estos filamentos han permanecido esquivas porque el gas dentro de ellas es apenas detectable.

Ahora los astrónomos han detectado directamente la red cósmica con la ayuda de luz intensa de galaxias jóvenes en formación de estrellas.

"Originalmente no esperaba ver tales filamentos de tela cósmica … se pensaba que eran mucho más débiles y muy difíciles de ver", dijo el autor principal del estudio, Hideki Umehata, astrónomo del RIKEN Cluster for Pioneering Research en Saitama, Japón. Space.com

Los científicos se centraron en el Protocolluster SSA22, que se encuentra a unos 12 mil millones de años luz de la Tierra en la constelación de Acuario. Un protocolo es un grupo de cientos a miles de galaxias que comienzan a formar un cúmulo de galaxias, las estructuras más grandes unidas por la gravedad en el universo.

Usando el instrumento Explorador espectroscópico de unidades múltiples en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile, los investigadores detectaron y mapearon la luz emitida por el gas de hidrógeno excitado por los rayos ultravioleta de las galaxias dentro del protocolo. El instrumento fue diseñado para escanear amplias franjas del cielo para detectar las estructuras más débiles conocidas.

Un cúmulo de galaxias masivo de la simulación C-EAGLE, que proporciona una vista de una región comparable a aquella en la que se han detectado los filamentos. El mapa de colores representa la misma emisión de los filamentos de gas que la detectada en las observaciones. En la convergencia de estos filamentos, se está formando un grupo masivo de galaxias.

Un cúmulo de galaxias masivo de la simulación C-EAGLE, que proporciona una vista de una región comparable a aquella en la que se han detectado los filamentos. El mapa de colores representa la misma emisión de los filamentos de gas que la detectada en las observaciones. En la convergencia de estos filamentos, se está formando un grupo masivo de galaxias.

(Crédito de la imagen: Joshua Borrow usando C-EAGLE)

"El principal obstáculo para ver los filamentos es su desmayo", dijo Umehata. "Para evitar esto, uno puede recurrir a una región donde los filamentos son mucho más brillantes que el caso habitual. En este trabajo, nos enfocamos en un núcleo del protocolo donde una serie de galaxias que revientan las estrellas iluminan los filamentos".

Esencialmente, el núcleo del protocolo funciona como una linterna para ayudar a iluminar los filamentos de la red cósmica.

Los científicos encontraron en el nuevo estudio, que se publicó en línea hoy (3 de octubre) en la revista, el gas alrededor de las galaxias jóvenes en el protocontrolador se dispuso en largos filamentos que se extienden por más de 3,25 millones de años luz. Ciencias.

Estos hilos son los hilos más brillantes de la red cósmica encontrados hasta ahora, pero aún son bastante tenues. Los niveles de emisión desde las afueras de los filamentos son tan bajos como el 5% de la luz de fondo ambiental del resto del cielo, dijo la astrofísica Erika Hamden de la Universidad de Arizona en Tucson, quien escribió un comentario sobre el nuevo estudio en el mismo número de Science.

"Estas estructuras gaseosas fueron predichas teóricamente durante años, pero los astrónomos han tenido problemas para mapearlas directamente", dijo Umehata. "Nuestro trabajo muestra que el mapeo de filamentos de la red cósmica ahora es posible, lo que significa que hemos obtenido una herramienta novedosa para comprender la formación de galaxias y agujeros negros supermasivos".

Es probable que estos filamentos alimenten con gas al protocolo. "Se cree que alimentan la intensa actividad observada en las galaxias: la formación de estrellas y el crecimiento de agujeros negros supermasivos", dijo Umehata. "Por lo tanto, nuestra investigación agrega una pieza clave para comprender cómo las galaxias y los agujeros negros supermasivos adquieren sus combustibles".

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