Entre las galaxias hay gas caliente

publicado el 16 de mayo de 2010 en «Milenio Diario»
columna: «se descubrió que...»

 

Lo que ocurra a 400 millones de años luz en nada nos afecta. Pero el maravilloso estudio sobre la materia faltante en el universo nos permite ver, paso a paso, el método de la ciencia y su trabajosa iluminación de la oscuridad con una débil vela.

Las leyes de la mecánica newtoniana —tan exactas que en 1705 permitieron a Edmond Halley predecir el retorno de un cometa en 1758, que desde entonces lleva su nombre— nos informan que las galaxias no deberían existir pues, dada su masa conocida y su velocidad de giro, las fuerzas centrífugas deberían destruirlas al disparar fuera las estrellas como ocurre cuando el lanzador olímpico de bala, tras acelerarla con varios giros, la suelta. O como ocurriría si se rompiera la cadena. La cadena gravitatoria que mantiene atadas las estrellas al carrusel de una galaxia no es lo bastante fuerte para soportar la velocidad a que giran sobre sus centros.

Los astrónomos han comprobado por diversos métodos las dos variables del sistema: la velocidad y la masa. Por lo que respecta a las observaciones, ambas son correctas. Pero, de nuevo, a esa velocidad, medida con rigor, esa masa, igualmente calibrada, no debería estar en equilibrio. Pero el hecho es que las galaxias allí están, dando vueltas a velocidad que debería destruirlas. Luego, la conclusión es una: poseen más masa que la observada. De ahí la hipótesis de la materia oscura. La materia para equilibrar las fuerzas centrífugas (que destrozarían la galaxia) y las centrípetas (que la aplastarían por acción de la gravitación) debe ser de un tipo que tiene efectos gravitatorios, pero no luminosos.

Con el observatorio Chandra para rayos X, puesto en órbita por la NASA, los astrónomos han detectado una reserva enorme de gas intergaláctico a unos 400 millones de años luz de la Tierra. "El descubrimiento es la más fuerte evidencia de que la ‘materia faltante’ en el universo cercano está localizada en una enorme red de gas caliente y difuso".

A diferencia de la materia oscura, cuya naturaleza aún se investiga y podría estar constituida de neutrinos o de partículas hasta hoy desconocidas— la materia faltante es bariónica, materia común formada por protones, neutrones y otras más en la que predomina la fuerza fuerte, la que une quarks en protones y protones en núcleos atómicos. En numerosos reportes, incluidos los del Centro Goddard de la NASA, materia oscura y faltante se traslapan.

El misterio de la materia faltante es probable que haya llegado a su fin. Los hallazgos del Chandra llevan al equipo de Chicago a plantear que esta materia se encuentra principalmente en una red de gas caliente y difusa, conocida como Warm-Hot Intergalactic Medium (WHIM) que, piensan los científicos, es material sobrante luego de la formación de galaxias, posteriormente enriquecido por elementos disparados de las galaxias.

"Evidencias del WHIM son realmente difíciles de encontrar porque este material es muy difuso y es fácil ver a través", dice Taotao Fang de la Universidad de California en Irvine y principal autor del estudio.

Para mirar el WHIM translúcido, el equipo revisó observaciones de un hoyo negro supermasivo y en crecimiento en el centro de una galaxia o núcleo galáctico activo (AGN en inglés). Las imágenes de un AGN a unos dos mil millones de años luz se tomaron en la longitud de onda de los rayos X, generados en cantidades enormes conforme el hoyo negro traga materia.

Bien… en la línea de visión de ese AGN remoto, a una distancia mucho menor, sólo 400 millones de años luz, se encuentra el llamado Muro del Escultor: un muro de galaxias que se estira por decenas de millones de años luz, contiene millares de galaxias y debería ser una reserva de ese medio intergaláctico caliente, el WHIM. Según simulaciones computarizadas previas, el WHIM del Muro debería absorber parte de los rayos X procedentes del AGN en su camino a la Tierra.

Fang y sus colegas encontraron, en datos nuevos y anteriores del Chandra, así como del XMM-Newton, una clara absorción de rayos X por átomos de oxígeno en el medio intergaláctico caliente o WHIM. "Tener buenas detecciones del WHIM con dos diferentes telescopios nos da mucha confianza en que realmente hemos encontrado la materia faltante", dice el co-autor del estudio, David Buote.

La mayor dificultad para detectar la materia faltante ha sido su muy baja densidad. Los científicos calculan que el WHIM intergaláctico tiene una densidad de 6 protones por metro cúbico de espacio. Para poder comparar, la nota señala que, dentro de una galaxia, el medio interestelar tiene como un millón de átomos de hidrógeno por metro cúbico.

La evidencia de este muy ralo medio intergaláctico "ha sido más difícil de encontrar que la materia oscura, la cual es invisible pero puede detectarse a causa de sus efectos gravitatorios en estrellas y galaxias", dice Fang.

Mas información en: chandra.harvard.edu y chandra.nasa.gov

 

la talacha fue realizada por: eltemibledani

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