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21.04.2015 (IEEC)

Mapeando el cosmos: Dark Energy Survey crea una guía detallada para la detección de la materia oscura


  • El análisis cartográfico de materia oscura ayudará a los científicos a entender el papel que juega la materia oscura en la formación de galaxias

  • Científicos del Institut de Ciències de l’Espai (IEEC-CSIC) participan en el estudio.


Los científicos que participan en Dark Energy Survey (DES) han publicado el primero de una serie de mapas de materia oscura del Cosmos. Estos mapas, creados con una de las cámaras digitales más poderosas del mundo, son los más completos jamás creados a este nivel de detalle, y mejorarán nuestra comprensión del papel de la materia oscura en la creación de las galaxias.


Los nuevos mapas fueron presentados en la reunión de abril de la Sociedad Americana de Física en Baltimore, Maryland y fueron creados a partir de datos capturados por la Cámara Dark Energy, un dispositivo de imagen de 570 megapíxeles que es el principal instrumento que utiliza DES.


La materia oscura, la misteriosa sustancia que compone aproximadamente un cuarto del Universo, es invisible para incluso los instrumentos astronómicos más sensibles, ya que ni emite ni bloquea la luz. Pero sus efectos se pueden ver usando una técnica llamada lente gravitatoria – estudiando la distorsión que se produce cuando la fuerza gravitacional de la materia oscura curva la luz alrededor de galaxias distantes.


Este análisis fue dirigido por Vinu Vikram del Laboratorio Nacional de Argonne (entonces en la Universidad de Pennsylvania) y Chihway Chang del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zurich. Vikram, Chang y sus colaboradores en Penn, Zurich, la Universidad de Portsmouth, de la Universidad de Manchester, el Institut de Ciències de l’Espai (IEEC-CSIC) y otras instituciones DES trabajaron durante más de un año para validar cuidadosamente los mapas de lente.


“Medimos las distorsiones apenas perceptibles en las formas de cerca de dos millones de galaxias para construir estos nuevos mapas”, dijo Vikram. “Son un testimonio no sólo de la sensibilidad de la Cámara Dark Energy, pero también del trabajo riguroso por parte de nuestro equipo de lente para entender su sensibilidad tan bien que podemos obtener resultados exactos de la misma”.


La cámara fue construida y probada en el Laboratorio Nacional Fermi del Departamento de Energía de Estados Unidos, y está montada en el telescopio Victor M. Blanco de 4 metros en el Observatorio Inter-Americano en el Cerro Tololo en Chile. Los datos fueron procesados en el Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.


Los mapas de materia oscura publicados hoy hacen uso de observaciones tempranas DES y cubren sólo el tres por ciento de la superficie del cielo que DES documentará en su misión de cinco años. El estudio acaba de completar su segundo año. A medida que los científicos amplien su búsqueda, van a ser capaces de hacer mejores pruebas de las teorías cosmológicas actuales mediante la comparación de las cantidades de materia oscura y visible. El análisis del agrupamiento de la materia oscura en los mapas también nos permitirá sondear la naturaleza de la misteriosa energía oscura, que se cree es la causa de la expansión del Universo.


Esas teorías sugieren que, ya que hay mucha más materia oscura en el universo que materia visible, se forman las galaxias donde hay grandes concentraciones de materia oscura (y por tanto gravedad más fuerte) presente. Hasta ahora, el análisis DES respalda esta afirmación: los mapas muestran grandes filamentos de materia a lo largo de la cual las galaxias visibles y cúmulos de galaxias se encuentran y agujeros en la materia oscura donde menos galaxias residen. Los estudios de seguimiento de algunos de los enormes filamentos y vacíos, y el enorme volumen de datos, recogidos a lo largo de la encuesta revelará más sobre esta interacción de la masa y de la luz.


“Nuestro análisis hasta ahora está en línea con lo que la imagen actual del Universo que se predice”, dijo Chang. “Haciendo zoom en los mapas, hemos medido cómo la materia oscura envuelve galaxias de diferentes tipos, y cómo juntas evolucionan con el tiempo cósmico. Estamos ansiosos por utilizar los nuevos datos que llegan para hacer pruebas mucho más estrictas de los modelos teóricos”.


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El Dark Energy Survey es una colaboración de más de 300 científicos de 25 instituciones de seis países. Su instrumento principal, la Cámara Dark Energy (Energía Oscura), está montada en el telescopio Victor Blanco de 4 metros en el observatorio Inter-Americano de Cerro Tololo en Chile. Los datos son procesados en el Centro Nacional para Aplicaciones de Supercomputación de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.