Encontrada una explicación al “punto frío” del Universo

El acercamiento muestra el entorno de la región del cielo conocida como Punto Frío. Crédito: Gergő Kránicz. Colaboración Planck.

La física que rodea a la teoría del Big Bang predice lugares más cálidos y más fríos de distintos tamaños en el universo primigenio. En 2014, los astrónomos que examinaban un mapa de la radiación resultante, llamada radiación de fondo cósmico de microondas (CMB), descubrió el denominado “Punto Frío”, una zona inusualmente fría del cielo. Este hecho sorprendió a los científicos puesto que no esperaban hallar un lugar tan grande y frío como este.

Un equipo de astrónomos, dirigidos por István Szapudi, del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái en Manoa (EE.UU.) puede haber encontrado ahora una explicación a la existencia del Punto Frío, que puede ser “la mayor estructura individual jamás identificada por la humanidad”, asegura Szapudi, autor del estudio.

Si el Punto Frío se originó del Big Bang, podría ser un signo raro de la física que la cosmología estándar no explica. Sin embargo, si se debe a una estructura entre nosotros y el CMB, sería una señal de que hay una estructura a gran escala extremadamente rara en la distribución de la masa del Universo.

Los científicos utilizaron datos del telescopio Pan-STARRS1 (PS1) de Hawái ubicado en Haleakala, Maui, y las observaciones por satélite del telescopio espacial WISE de la NASA. Szapudi y su grupo, descubrieron un gran supervacío –una vasta región de 1.800 millones de años-luz de diámetro– en el que la densidad de galaxias es mucho menor de lo habitual en el Universo conocido.

Este vacío fue encontrado por la combinación de observaciones tomadas por PS1 en longitudes de onda ópticas, con las observaciones tomadas por WISE en longitudes de onda infrarrojas. Así consiguieron estimar la distancia y la posición de cada galaxia en esa parte del espacio.

Estudios anteriores, realizados también en Hawái, observaron un área mucho más pequeña en la dirección del Punto Frío, pero solo pudieron establecer la existencia de una estructura muy distante en esa parte del cielo.

Paradójicamente, la identificación de grandes estructuras en sus inmediaciones es más difícil de encontrar que en zonas lejanas, ya que se deben asignar porciones más grandes del cielo para ver las estructuras más cercanas.

Un supervacío a 3.000 millones de años-luz

Los grandes mapas tridimensionales creados a partir de PS1 y WISE por András Kovács, de la Universidad Eötvös Loránd (Budapest, Hungría) fueron esenciales para este estudio.

Según los astrónomos, el supervacío está a solo unos 3.000 millones de años-luz de distancia de nosotros, una dimensión relativamente corta en el esquema cósmico de las cosas.

“Imagina que hay un enorme vacío con muy poca materia entre usted (el observador) y el fondo cósmico de microondas. Ahora piense en el vacío como una colina. A medida que la luz entra en el vacío, debe subir esta colina. Si el universo no recibiera la aceleración de la expansión, a continuación, el vacío no se desarrollaría de manera significativa y la luz descendería la colina y recuperaría la energía que pierde a medida que sale el vacío”, explica un comunicado de la Universidad de Hawái.

“Sin embargo, con la expansión acelerada, la colina se estira de forma mensurable a medida que la luz se desplaza sobre ella”, se añade en el comunicado.

A medida que la luz desciende esa colina imaginaria, este montículo se ha vuelto más plano que cuando la luz entra, por lo que esta luz no puede recoger toda la energía que pierde al entrar en el vacío. La luz sale del vacío con menos energía y, por lo tanto, a una mayor longitud de onda, corresponde a una temperatura más fría.

Millones de años para pasar por un gran supervacío

Pasar a través de un supervacío puede suponer millones de años, incluso a la velocidad de la luz, por lo que este efecto medible, conocido como Efecto Integrado Sachs-Wolfe, podría proporcionar la primera explicación a una de las anomalías más significativas que se encuentran en el CMB, detectada por el satélite WMAP, y más recientemente, por Planck, un satélite lanzado por la Agencia Espacial Europea (ESA).

Por último, los expertos apuntan que aunque la existencia del supervacío y su efecto esperado sobre el CMB no explican totalmente el Punto Frío, es muy poco probable que sea una coincidencia que este supervacío y el Punto Frío se encuentren en el mismo lugar.

Los astrónomos continuarán estudiando este evento con datos mejorados de PS1 y del Dark Energy Survey que están llevando a cabo con un telescopio en Chile para estudiar este fenómeno, así como otro gran vacío situado cerca de la constelación Draco.

El estudio “Detection of a supervoid aligned with the cold spot of the cosmic microwave background” será publicado en la edición del 11 de junio de 2015 de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fuente: SINC