El organismo unicelular conocido como moho limo Physarum polycephalum construye redes filamentosas complejas similares a una red en busca de alimentos, siempre encuentra vías casi óptimas para conectar diferentes ubicaciones.
Al dar forma al Universo, la gravedad construye una vasta estructura de filamentos con forma de telaraña que une galaxias y cúmulos de galaxias a lo largo de puentes invisibles de gas y materia oscura de cientos de millones de años luz de largo. Hay una extraña semejanza entre las dos redes, uno creado por la evolución biológica, el otro por la fuerza primordial de la gravedad.
La red cósmica es la columna vertebral a gran escala del cosmos, que consiste principalmente en materia oscura y unida con gas, sobre la cual se construyen las galaxias. Aunque la materia oscura no se puede ver, constituye la mayor parte del material del Universo. Astrónomosha tenido dificultades para encontrar estas hebras evasivas, porque el gas dentro de ellas es demasiado tenue para ser detectado.
La existencia de una estructura similar a una red en el Universo se insinuó por primera vez en los estudios de galaxias en la década de 1980. Desde esos estudios, la gran escala de esta estructura filamentaria ha sido revelada por estudios posteriores del cielo. Los filamentos forman los límites entre grandesvacíos en el Universo. Ahora un equipo de investigadores ha recurrido al moho limo para ayudarlos a construir un mapa de los filamentos en el Universo local dentro de los 100 millones de años luz de la Tierra y encontrar el gas dentro de ellos.
Diseñaron un algoritmo informático, inspirado en el comportamiento del moho limo, y lo probaron frente a una simulación por computadora del crecimiento de filamentos de materia oscura en el Universo. Un algoritmo informático es esencialmente una receta que le dice a la computadora exactamente qué pasos tomarResolver un problema.
Luego, los investigadores aplicaron el algoritmo del molde de limo a los datos que contienen las ubicaciones de más de 37,000 galaxias mapeadas por el Sloan Digital Sky Survey. El algoritmo produjo un mapa tridimensional de la estructura de la red cósmica subyacente.
Luego analizaron la luz de 350 quásares lejanos catalogados en el Archivo del Legado Espectroscópico del Hubble. Estas lejanas linternas cósmicas son los brillantes núcleos de galaxias activas alimentados por agujeros negros, cuya luz brilla a través del espacio y a través de la red cósmica en primer plano.esa luz era la señal reveladora de gas de hidrógeno invisible que el equipo analizó en puntos específicos a lo largo de los filamentos. Estas ubicaciones objetivo están lejos de las galaxias, lo que permitió al equipo de investigación vincular el gas a la estructura a gran escala del Universo.
"Es realmente fascinante que una de las formas de vida más simples realmente permita conocer las estructuras de mayor escala en el Universo", dijo el investigador principal Joseph Burchett, de la Universidad de California UC, EE. UU. "Al usar el molde de limosimulación para encontrar la ubicación de los filamentos de la red cósmica, incluidos los que están lejos de las galaxias, podríamos utilizar los datos de archivo del telescopio espacial Hubble para detectar y determinar la densidad del gas frío en las afueras de esos filamentos invisibles. Los científicos han detectado firmasde este gas durante más de medio siglo, y ahora hemos demostrado la expectativa teórica de que este gas comprende la red cósmica ".
La encuesta valida aún más la investigación que indica que el gas intergaláctico está organizado en filamentos y también revela qué tan lejos se detecta el gas de las galaxias. Los miembros del equipo se sorprendieron al encontrar gas asociado con los filamentos de la red cósmica a más de 10 millones de años luz de distancialas galaxias
Pero esa no fue la única sorpresa. También descubrieron que la firma ultravioleta del gas se fortalece en las regiones más densas de los filamentos, pero luego desaparece ". Creemos que este descubrimiento nos está informando sobre las violentas interacciones que tienen las galaxias endensas bolsas del medio intergaláctico, donde el gas se calienta demasiado para detectarlo ", dijo Burchett.
Los investigadores recurrieron a las simulaciones de moho de limo cuando buscaban una forma de visualizar la conexión teorizada entre la estructura de la red cósmica y el gas frío, detectada en estudios espectroscópicos de Hubble anteriores.
Luego, el miembro del equipo Oskar Elek, un científico de la computación de la Universidad de California en Santa Cruz, descubrió en línea el trabajo de Sage Jenson, un artista de medios con sede en Berlín. Entre las obras de Jenson se encontraban fascinantes visualizaciones artísticas que mostraban el crecimiento de una red deestructuras que se mueven de una fuente de alimento a otra. El arte de Jenson se basó en el trabajo científico realizado en 2010 por Jeff Jones de la Universidad del Oeste de Inglaterra en Bristol, que detallaba un algoritmo para simular el crecimiento del moho limo.
El equipo de investigación se inspiró en cómo el molde de limo construye filamentos complejos para capturar nuevos alimentos, y cómo este mapeo podría aplicarse a cómo la gravedad da forma al Universo, a medida que la red cósmica construye los filamentos entre galaxias y cúmulos de galaxias. Basado ensimulación esbozada en el artículo de Jones, Elek desarrolló un modelo de computadora tridimensional de la acumulación de moho limo para estimar la ubicación de la estructura filamentosa de la red cósmica.
Este análisis de la red cósmica en el Universo local también coincide con las observaciones publicadas el otoño pasado en la revista Ciencia del universo la estructura filamentaria está mucho más lejos, a unos 12 mil millones de años luz de la Tierra, cerca del comienzo del Universo. En ese estudio, los astrónomos analizaron la luz energética de un joven cúmulo de galaxias que ilumina los filamentos de gas de hidrógeno que lo conectan.
El documento del equipo aparecerá en el Letras del diario astrofísico .
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Materiales proporcionado por Centro de información ESA / Hubble . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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