Un método para pesar las cantidades de materia en cúmulos de galaxias, los objetos más grandes de nuestro universo, ha demostrado un equilibrio entre las cantidades de gas caliente, estrellas y otros materiales.
Los resultados son los primeros en utilizar datos de observación para medir este equilibrio, que se teorizó hace 20 años, y proporcionará una nueva visión de la relación entre la materia ordinaria que emite materia clara y oscura, y sobre cómo se está expandiendo nuestro universo.
Los cúmulos de galaxias son los objetos más grandes del universo, cada uno compuesto por alrededor de 1,000 galaxias masivas. Contienen grandes cantidades de materia oscura, junto con gas caliente y "materia ordinaria" más fría, como estrellas y gas más frío.
En un nuevo estudio, publicado en Comunicaciones de la naturaleza , un equipo internacional dirigido por astrofísicos de la Universidad de Michigan en los EE. UU. Y la Universidad de Birmingham en el Reino Unido utilizó datos de la Encuesta Local de Subestructura de Cúmulos LoCuSS para medir las conexiones entre los tres componentes de masa principales que comprenden los cúmulos de galaxias- materia oscura, gas caliente y estrellas.
Los miembros del equipo de investigación habían pasado 12 años recopilando datos, que abarcan un factor de 10 millones de longitud de onda, utilizando los satélites Chandra y XMM-Newton, el levantamiento de todo el cielo ROSAT, el telescopio Subaru, el telescopio infrarrojo del Reino Unido UKIRT, El telescopio Mayall, el Sunyaev Zeldovich Array y el satélite Planck. Utilizando sofisticados modelos estadísticos y algoritmos construidos por el Dr. Arya Farahi durante sus estudios de doctorado en la Universidad de Michigan, el equipo pudo concluir que la suma de gas y estrellas en los cúmulosque estudiaron es una fracción casi fija de la masa de materia oscura. Esto significa que a medida que se forman las estrellas, la cantidad de gas caliente disponible disminuirá proporcionalmente
"Esto valida las predicciones de la teoría predominante de la materia oscura fría. Todo es consistente con nuestra comprensión actual del universo", dijo el Dr. Farahi, actualmente becario postdoctoral de McWilliams en el Departamento de Física de la Universidad Carnegie Mellon.
El Dr. Graham Smith, de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Birmingham e Investigador Principal de LoCuSS, dice: "Cierta cantidad de material dentro del universo se colapsa para formar cúmulos de galaxias".
"Pero una vez que se forman, estos grupos son 'cajas cerradas'. El gas caliente ha formado estrellas o aún permanece como gas, pero la cantidad total permanece constante".
"Esta investigación está impulsada por más de una década de inversiones en telescopios", agrega el profesor August E. Evrard, de la Universidad de Michigan. "Utilizando estos datos de alta calidad, pudimos caracterizar 41 cúmulos de galaxias cercanas y encontrar un especialrelación, específicamente el comportamiento anti-correlacionado entre la masa en las estrellas y la masa en el gas caliente. Esto es significativo porque estas dos mediciones juntas nos dan la mejor indicación de la masa total del sistema ".
Los hallazgos serán cruciales para los esfuerzos de los astrónomos para medir las propiedades del universo en su conjunto. Al obtener una mejor comprensión de la física interna de los cúmulos de galaxias, los investigadores podrán comprender mejor el comportamiento de la energía oscura y los procesosdetrás de la expansión del universo.
"Los cúmulos de galaxias son intrínsecamente fascinantes, pero en muchos sentidos siguen siendo objetos misteriosos", agrega el Dr. Smith. "Deshacer la compleja astrofísica que gobierna estos objetos abrirá muchas puertas a una comprensión más amplia del universo.para afirmar que entendemos cómo funciona el universo, necesitamos comprender los cúmulos de galaxias ".
Los datos del tipo estudiado por el equipo crecerán en varios órdenes de magnitud en las próximas décadas gracias a los telescopios de próxima generación, como el Gran telescopio de estudio sinóptico LSST que se está construyendo actualmente en Chile y e-ROSITA,un nuevo satélite de rayos X. Ambos comenzarán las observaciones a principios de 2020.
"Estas mediciones están sentando las bases para una ciencia precisa con cúmulos de galaxias", dice el profesor Alexis Finoguenov, miembro del equipo con sede en la Universidad de Helsinki.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Birmingham . Original escrito por Comms-Kumpula. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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