Los astrónomos se han vuelto creativos al tratar de rastrear la elusiva
red cósmica, la columna vertebral a gran escala del cosmos. Los
investigadores recurrieron al moho del limo, un organismo unicelular que
se encuentra en la Tierra, para ayudarlos a construir un mapa de los
filamentos en el universo local (a menos de 500 millones de años luz de
la Tierra) y encontrar el gas dentro de ellos. Image Credit: NASA, ESA, y J. Burchett and O. Elek (UC Santa Cruz)
El
comportamiento de una de las criaturas más humildes de la naturaleza
está ayudando a los astrónomos a explorar las estructuras más grandes
del universo.
El organismo unicelular, conocido como
moho del limo (Physarum polycephalum), construye redes filamentosas
complejas en busca de alimento, encontrando vías casi óptimas para
conectar diferentes ubicaciones. Al dar forma al universo, la gravedad
construye una vasta estructura de telarañas de filamentos que unen
galaxias y cúmulos de galaxias a lo largo de puentes débiles de cientos
de millones de años luz. Hay una extraña semejanza entre las dos redes:
una creada por la evolución biológica y la otra por la fuerza de
gravedad primordial.
La red cósmica es la columna vertebral a
gran escala del cosmos, que consiste principalmente en la misteriosa
sustancia conocida como materia oscura y unida con gas, sobre la cual se
construyen las galaxias. La materia oscura no se puede ver, pero
constituye la mayor parte del material del universo.
La existencia de
una estructura similar a una red en el universo se insinuó por primera
vez en la
Encuesta Redshift de 1985 realizada en el Centro
Harvard-Smithsoniano de Astrofísica. Desde esos estudios, la gran escala
de esta estructura filamentosa ha crecido en estudios posteriores del
cielo. Los filamentos forman los límites entre grandes vacíos en el
universo.
Pero los astrónomos han tenido
dificultades para encontrar estos escurridizos hilos, porque el gas es
tan oscuro que es difícil de detectar. Ahora, un equipo de
investigadores ha recurrido al moho del limo para ayudarlos a construir
un mapa de los filamentos en el universo local (a menos de 500 millones
de años luz de la Tierra) y encontrar el gas dentro de ellos.
Diseñaron un algoritmo informático,
inspirado en el comportamiento del moho del limo, y lo probaron contra
una simulación por ordenador del crecimiento de filamentos de materia
oscura en el universo. Un algoritmo de ordenador es similar a una receta
que le dice al ordenador exactamente qué pasos tomar para resolver un
problema.
Luego, los investigadores aplicaron el
algoritmo del molde de limo a los datos que contienen las ubicaciones de
37.000 galaxias mapeadas por el Sloan Digital Sky Survey a distancias
correspondientes a 300 millones de años luz. El algoritmo produjo un
mapa tridimensional de la estructura cósmica subyacente.
Luego analizaron la luz ultravioleta de
350 quásares (a distancias mucho más lejanas, de miles de millones de
años luz) catalogada en el Archivo del Legado Espectroscópico del
Hubble, que contiene los datos de los espectrógrafos del Telescopio
Espacial Hubble de la NASA. Estas lejanas linternas cósmicas son los
brillantes núcleos de galaxias activas alimentadas por agujeros negros,
cuya luz brilla a través del espacio y a través de la red cósmica en
primer plano. Impresa en esa luz estaba la firma reveladora de la
absorción de gas de hidrógeno no detectado de otra manera 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), Santa Cruz. "Al utilizar
la simulación del molde de limo 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
firmas de este gas durante varias décadas, y hemos demostrado la
expectativa teórica de que este gas comprende la red cósmica".
Actualizado: 12/3/2020
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