Sloan construye un mapa 3D del universo

Sloan construye un mapa 3D del universo

Crédito de la imagen: SDSS

Los astrónomos del Sloan Digital Sky Survey han recopilado datos para construir un mapa tridimensional preciso que detalla los cúmulos de galaxias y la materia oscura. El mapa incluye imágenes de 200.000 galaxias a una distancia de hasta 2.000 millones de años luz, que representan el seis por ciento del cielo. El equipo de SDSS, 200 astrónomos en 13 países, midió que el Universo contenía un 70 % de energía oscura (una fuerza misteriosa que repele las galaxias), un 25 % de materia oscura y un 5 % de materia normal.

Los astrónomos del Sloan Digital Sky Survey (SDSS) han realizado la medición más precisa hasta la fecha del agrupamiento cósmico de galaxias y materia oscura, refinando nuestra comprensión de la estructura y evolución del Universo.

“Desde el comienzo del proyecto a finales de los años 80, uno de nuestros objetivos clave ha sido medir con precisión cómo se agrupan las galaxias bajo la influencia de la gravedad”, explicó Richard Kron, director de SDSS y profesor de la Universidad de Chicago.

El portavoz del Proyecto SDSS Michael Strauss de la Universidad de Princeton y uno de los autores principales del nuevo estudio explicó que: «Este patrón de agrupamiento codifica información sobre la materia invisible que atrae a las galaxias y sobre las fluctuaciones de semillas que surgieron del Big Bang».

Los hallazgos se describen en dos artículos enviados a Astrophysical Journal ya Physical review D; se pueden encontrar en el sitio web de preimpresión de física, www.arXiv.org, el 28 de octubre.

MAPEO DE FLUCTUACIONES
El modelo cosmológico líder invoca una rápida expansión del espacio conocida como inflación que estiró las fluctuaciones cuánticas microscópicas en las ardientes secuelas del Big Bang a escalas enormes. Después de que terminó la inflación, la gravedad hizo que estas fluctuaciones de semillas crecieran en las galaxias y los patrones de agrupamiento de galaxias observados en el SDSS.

Imágenes de estas fluctuaciones de semillas fueron liberadas por la Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson (WMAP) en febrero, que midió las fluctuaciones en la radiación reliquia del Universo primitivo.

“Hemos hecho el mejor mapa tridimensional del Universo hasta la fecha, cartografiando más de 200.000 galaxias a una distancia de hasta dos mil millones de años luz en el seis por ciento del cielo”, dijo otro autor principal del estudio, Michael Blanton, de la Universidad de Nueva York. Los patrones de agrupamiento gravitacional en este mapa revelan la composición del Universo a partir de sus efectos gravitatorios y, al combinar sus mediciones con las de WMAP, el equipo SDSS midió que la materia cósmica constaba de un 70 por ciento de energía oscura, un 25 por ciento de materia oscura y un cinco por ciento de energía oscura. asunto ordinario.

El SDSS es dos estudios separados en uno: las galaxias se identifican en imágenes 2D (derecha), luego se determina su distancia a partir de su espectro para crear un mapa 3D de 2 mil millones de años luz de profundidad (izquierda) donde cada galaxia se muestra como un solo punto, el color que representa la luminosidad: muestra solo las 66 976 galaxias de las 205 443 galaxias del mapa que se encuentran cerca del plano del ecuador de la Tierra. (Haga clic para jpg de alta resolución, versión sin líneas).
Descubrieron que los neutrinos no podían ser un componente principal de la materia oscura, lo que representa una de las restricciones más fuertes hasta la fecha en su masa. Finalmente, la investigación de SDSS encontró que los datos son consistentes con las predicciones detalladas del modelo de inflación.

CONFIRMACIÓN CÓSMICA
Estos números brindan una poderosa confirmación de los informados por el equipo de WMAP. La inclusión de los nuevos hallazgos de SDSS ayuda a mejorar la precisión de la medición, reduciendo a más de la mitad las incertidumbres de WMAP sobre la densidad de la materia cósmica y sobre el parámetro de Hubble (la tasa de expansión cósmica). Además, las nuevas mediciones concuerdan bien con los resultados de vanguardia anteriores que combinaron WMAP con el estudio de corrimiento al rojo de galaxias 2dF anglo-australiano.

“Diferentes galaxias, diferentes instrumentos, diferentes personas y diferentes análisis, pero los resultados concuerdan”, dice Max Tegmark de la Universidad de Pensilvania, primer autor de los dos artículos. “Las afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias”, dice Tegmark, “pero ahora tenemos pruebas extraordinarias de materia oscura y energía oscura y tenemos que tomarlas en serio, sin importar lo perturbadoras que parezcan”.
Los nuevos resultados SDSS (puntos negros) son las mediciones más precisas hasta la fecha de cómo la densidad del Universo fluctúa de un lugar a otro en escalas de millones de años luz. Estas y otras medidas cosmológicas concuerdan con la predicción teórica (curva azul) de un Universo compuesto por un 5% de átomos, un 25% de materia oscura y un 70% de energía oscura. Cuanto más grandes son las escalas sobre las que promediamos, más uniforme parece el Universo. (Haga clic para obtener jpg de alta resolución, versión sin lujos).

“El verdadero desafío ahora es descubrir qué son realmente estas sustancias misteriosas”, dijo otro autor, David Weinberg, de la Universidad Estatal de Ohio.

SDSS EMPRESA A GRAN ESCALA
El SDSS es el estudio astronómico más ambicioso jamás realizado, con más de 200 astrónomos en 13 instituciones de todo el mundo.

“El SDSS es realmente dos encuestas en una”, explicó el científico del proyecto James Gunn de la Universidad de Princeton. En las noches más prístinas, el SDSS usa una cámara CCD de campo amplio (construida por Gunn y su equipo en la Universidad de Princeton y Maki Sekiguchi del Grupo de Participación de Japón) para tomar fotografías del cielo nocturno en cinco bandas de onda anchas con el objetivo de determinar la posición y el brillo absoluto de más de 100 millones de objetos celestes en una cuarta parte de todo el cielo. Cuando se completó, la cámara era la más grande jamás construida con fines astronómicos y recopilaba datos a una velocidad de 37 gigabytes por hora.

En las noches con luz de luna o nubosidad leve, la cámara de imágenes se reemplaza con un par de espectrógrafos (construidos por Alan Uomoto y su equipo en la Universidad Johns Hopkins). Utilizan fibras ópticas para obtener espectros (y, por lo tanto, desplazamientos al rojo) de 608 objetos a la vez. A diferencia de los telescopios tradicionales en los que las noches se reparten entre muchos astrónomos que llevan a cabo una variedad de programas científicos, el telescopio SDSS de 2,5 m para propósitos especiales en el Observatorio Apache Point en Nuevo México se dedica exclusivamente a este estudio, para operar todas las noches despejadas durante cinco años. .

La primera publicación de datos públicos del SDSS, llamada DR1, contenía alrededor de 15 millones de galaxias, con mediciones de distancia de corrimiento al rojo para más de 100 000 de ellas. Todas las medidas utilizadas en los hallazgos informados aquí serían parte de la segunda publicación de datos, DR2, que estará disponible para la comunidad astronómica a principios de 2004.

Strauss dijo que el SDSS se acerca a la mitad de su objetivo de medir un millón de desplazamientos al rojo de galaxias y cuásares.

«La verdadera emoción aquí es que las líneas dispares de evidencia del fondo cósmico de microondas (CMB), la estructura a gran escala y otras observaciones cosmológicas nos brindan una imagen consistente de un Universo dominado por la energía oscura y la materia oscura», dijo Kevork Abazajian. del Laboratorio Nacional de Aceleradores de Fermi y del Laboratorio Nacional de Los Álamos.

Fuente original: Comunicado de prensa de la Encuesta Digital Sky de Sloan

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