Un nuevo modo de cartografiar el universo

Una nueva técnica podría permitir a los cosmólogos  cartografiar el universo, incluso cuando no puedan seleccionar las galaxias de modo individual. Si funciona, los investigadores serían capaces de determinar la estructura de del universo 500 veces más de lo que se ha hecho hasta ahora. “Este es el primer experimento pionero que demuestra que se puede hacer esto”, dice Avi Loeb, astrofísico teórico de la Universidad de Harvard, quien no estuvo involucrado en el trabajo.

Nuestra galaxia reside dentro de una enorme “red cósmica” de materia oscura, materia misteriosa que hasta ahora se ha revelado sólo a través de su gravedad. Las galaxias se encuentran dentro de la  filamentos oscuros de esa materia, y los científicos han hecho grandes avances en la localización de esta “escala a gran estructura” mediante la asignación de balizas luminosas. Los astrónomos que trabajan con el Sloan Digital Sky Survey ha utilizado un telescopio de 2,5 metros en  Observatorio de Apache, Nuevo México, para asignar la ubicación de más de 930.000 galaxias cercanas. La determinación de la distancia de cada una de ellas, se hizo midiendo la cantidad de la expansión del universo de  la longitud de onda de la luz de la galaxia, también llamado “desplazamiento al rojo”·

Por desgracia, las galaxias a más de 5 mil millones de años luz son tan débiles que el estudio no puede verlos. En contraste a esta débil luz, el brillo del Big Bang con una especie de fondo de pantalla celeste cerca de 45 millones de años luz de distancia resplandece. “Así que los científicos han estudiado sólo el 0,1% del universo observable”, dice Loeb.

Pero eso podría cambiar gracias al trabajo liderado por el cosmólogo Tzu-Chang Ching de la Academia Sínica de Taipei y la Universidad de Toronto en Canadá. En lugar de buscar la luz de las galaxias individuales con un telescopio óptico, el equipo se ha centrado en una perspectiva diferente: el desplazamiento al rojo de ondas de radio emitidas por los átomos de hidrógeno flotando en enormes nubes en las galaxias. “Esa distintiva radiación, llamada “21 centímetros”, puede ser rastreado con un telescopio de radio, incluso si el objeto no tiene suficiente resolución angular para observar las galaxias de modo individual”, dice Chang.

Para demostrarlo, Chang y sus colegas posicionaron  los 100 metros del telescopio Robert C. Byrd Green Bank en West Virginia en determinados parches del cielo. Restando las señales de radio 100.000 veces más fuertes de nuestra propia galaxia y de  emisiones de televisión, y se detectaron señales borrosas de galaxias situadas entre 6 mil millones y 12 mil millones de años luz de distancia. Ello no lograba resolver las variaciones espaciales en el brillo lo suficiente como para demostrar que no eran sólo algún tipo de ruido aleatorio en su sistema. Pero podría significar que las variaciones que se vieron estaban emparejadas con mapa de las galaxias hecho por un estudio anterior de óptica, como el equipo informó en  la revista Nature. “Esa correlación cruzada confirma que las emisiones de radio, de hecho, trazan la estructura del universo a gran escala”, dice Chang.

Para que sean útiles de cara a cartografiar el universo, el método debe precisarse más para que los investigadores puedan estudiar sólo las variaciones en la radiación de 21 centímetros. “Estamos trabajando en eso ahora. Con un radio-telescopio construido desde cero, el enfoque podría mapear hasta un 50% del universo observable mucho más rápido y más barato que actualmente”, dice Loeb.

De hecho, Chang y sus colegas están desarrollando planes para tal radiotelescopio, que costaría alrededor de 20 millones de dólares, una pequeña fracción de los 2 billones previstos para los planes actuales, que tienen por objetivo trazar la estructura a gran escala mediante la localización de galaxias de modo individual (SKA). “Si esta nueva técnica demuestra funcionar, los planes de SKA dejarían de ser relevantes”, dice Chris Carilli del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Socorro, Nuevo México. Pero Chang se apresura a señalar que el SKA persigue otros objetivos también.

Autor: Adrian Cho

Enlace original: A new way to map the universe.

Para saber más: Materia oscura.