Estudio descubre red cósmica que conecta el universo y da forma a la materia oscura

Todavía queda mucho por descubrir sobre el vasto universo más allá del planeta tierra. Pero lo que se sabe hasta ahora es que el cosmos está conectado por una red cósmica compuesta por inmensos hilos de materia oscura y gas que se extienden por millones de años luz y terminan intersecándose, formando "nudos" de cúmulos de galaxias. Un poco confuso de entender, ¿no? Pero lo más importante aquí es que esta red puede dar forma significativa a la distribución e incluso a la evolución de las galaxias, un hecho que los científicos están cada vez más cerca de desentrañar gracias a las tecnologías avanzadas.

El investigador y estudiante de posgrado en astronomía de la Universidad de Edimburgo, Callum Donnan, junto con su equipo de investigación, han identificado un patrón fundamental con respecto a la composición química de las galaxias y cómo sus posiciones en la red pueden afectar la velocidad de producción de materia oscura. 

Usando como metodología la observación real con simulaciones hechas por inteligencia artificial, el grupo descubrió que las galaxias más cercanas a los “nodos” en la red demuestran tener más enriquecimiento químico que las más distantes. Este descubrimiento está en el estudio publicado en el sitio web Naturaleza Astronomía y explora una de las muchas dinámicas misteriosas que gobiernan el universo. 

¿Qué es la web cósmica?

El término fue acuñado por el astrofísico Richard Bond en 1996 en la Universidad de Toronto para describir un estructura de racimos entrelazados y filamentos formados naturalmente, principalmente por materia oscura mezclada con gas. También es el espacio en el que se forman las galaxias. 

¿Qué es la materia oscura?

La materia oscura es un misterioso elemento no luminoso que constituye gran parte del universo; sabemos que existe, pero nunca se ha visto. Aunque los astrónomos han estado investigando su relación con los efectos gravitatorios durante décadas, su naturaleza es una incógnita por desentrañar. 

Por cierto, debido a que no se ve, la existencia de la materia oscura fue deducido porque, sin ella, probablemente las estrellas, los planetas, las galaxias y la propia red cósmica no tendrían sentido y no funcionarían como lo hacen.

La materia oscura es completamente invisible. No emite luz ni energía y, por lo tanto, no puede ser detectado por sensores y detectores convencionales. Según los científicos, la respuesta puede estar en su composición. 

Estudios de enriquecimiento químico en galaxias

En una entrevista con Vice, Donnan comenta que ya se está debatiendo la teoría de que existe un vínculo entre cómo evolucionan las galaxias y cómo sus posiciones en la red cósmica pueden estar relacionadas con esto. 

Sin embargo, la obtención de evidencia observacional ha sido difícil debido a la necesidad de estudios espectroscópicos densos que cubren gran parte del cielo. Los resultados de esto surgieron recientemente, pero el hecho de cómo las propiedades del gas se entrelazan con la red no se ha explorado con mucho detalle antes.

Para llegar a esta pregunta, el investigador, junto con su equipo, estudió en profundidad galaxias que se encuentran a unos mil millones de años luz de distancia de la Vía Láctea. Fueron observados por Sloan Digital Sky Survey (SDSS), uno de los dispositivos astronómicos más grandes, detallados y citados que jamás haya existido, en Nuevo México, Estados Unidos, que cubre una gran área del cielo. Las composiciones elementales de los gases en los espacios interestelares de las galaxias se estudiaron mediante una propiedad conocida como metalicidad en fase gaseosa.

Como se mencionó anteriormente, las galaxias más cercanas a los "nodos" en la red cósmica demuestran tener más enriquecimiento químico🇧🇷 Los resultados de la investigación realizada demostraron que tal desarrollo elemental hace que tales galaxias sean más ricas en metales; aquí, “metal” sigue la lógica de la astronomía, que considera este término a todo elemento que no sea hidrógeno o helio.

Con la ayuda de la sofisticada tecnología de la plataforma IlustrisTNG, los investigadores también pudieron analizar mejor la composición de los filamentos de la red y los hilos que se extienden por el universo, uniendo nudos. Otro descubrimiento importante, también relacionado con la posición de las galaxias en la red cósmica, es que dependiendo de dónde se encuentre, su contenido químico puede verse alterado incluso considerando factores como la densidad.

Con eso ven la pregunta de por qué las galaxias más cercanas a nosotros están enriquecidas con más metales en comparación con los dispersos a lo largo de los hilos o incluso en los vacíos dentro de la red. Para responder, Donnan y el equipo consideraron dos probabilidades: la absorción de gas fuera de las galaxias y la evolución de estrellas y materia oscura dentro de ellas. 

Las galaxias, en general, absorben gases dispersos por todo el espacio intergaláctico y se “alimentan” de ellos. Pero los que se encuentran lejos de los nodos consumen mucho más de estos elementos químicos que los que están cerca. Es importante recalcar que el gas intergaláctico es pobre en metales, por lo que diluye el gas con enriquecimiento químico de galaxias lejanas, resultando en la disminución del proceso de metalicidad de la fase gaseosa. Por otro lado, las galaxias más cercanas a nosotros no consumen tanto gas intergaláctico con menos metal; esto les ayuda a mantenerse al día con la mayor concentración de metales más pesados. 

Además, las galaxias más cercanas a nosotros parecen haberse desarrollado antes que las que se encuentran más lejos. Este aspecto los pone en ventaja en relación con el nacimiento de nuevas estrellas y la acumulación de materia oscura, una sustancia misteriosa dispersa por todo el universo. 

Donnan explica la lógica encontrada con el análisis: “[…] esto muestra un vínculo entre el avance de la estructura de la materia oscura en el universo y la metalicidad del gas a través de una mayor formación de estrellas tempranas.

El estudio de la astronomía, específicamente el papel de la materia oscura en el universo y su conexión con las galaxias y la red cósmica, es demasiado complejo para ser explorado, asociado y comprendido. El investigador y su equipo consideran este descubrimiento como el primer paso importante para encontrar respuestas y respaldar que las tecnologías que se están desarrollando serán herramientas cruciales para desentrañar muchos misterios. Un ejemplo citado es el esencial El instrumento espectroscópico de energía oscura (DESI) que creó el mapa 3D más elaborado del universo publicado hasta la fecha y tiene el potencial de explorar vínculos ocultos entre las estructuras cósmicas y el enriquecimiento químico de las galaxias. 

"Con el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) tendremos espectros para acceder a más información sobre las galaxias y esto nos permitirá llevar esta pregunta más lejos y comenzar a desentrañar realmente las formas en que la web influye en la evolución de las galaxias.”, señala Donnan. 🇧🇷DESI también nos permitirá ver este efecto en evoluciones pasadas y, por lo tanto, podremos ver cómo cambia con el tiempo el papel de la red cósmica en la evolución de las galaxias.", completo.

El próximo objetivo de Donnan y su equipo es intentar llegar a una visión completa de la evolución de las galaxias y, para ello, es importante exaltar el papel central de la web en el cosmos. 

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Fontes: Vicio, Naturaleza Astronomía, Ciencias: e Spacios (Amplitud)