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17 de Noviembre de 2014
astrofísica

El «TAC» del cosmos adolescente

Obtienen la primera imagen real de una porción del universo cuando tenía «tan solo» 3 mil millones de años de edad.

Mapa en tres dimensiones de la red cósmica a una distancia de 10.8 mil de millones de años luz de la Tierra, producida a partir del hidrógeno en los espectros de 24 galaxias ubicadas en el fondo del volumen representado. Es la primera vez que se reconstruye de manera directa la distribución de estructuras de gran escala de una región tan lejana del universo. Los colores representan la densidad del hidrógeno que define el perfil de la red cósmica. [Casey Stark (UC Berkeley) / KheeGan Lee (MPIA)]

Un equipo internacional de astrónomos ha reconstruido, a partir de observaciones al telescopio, la estructura tridimensional de una parte del cosmos primordial en una época temprana de su historia, en la que se vislumbra la distribución de la materia tanto oscura como ordinaria.

Según un artículo publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters, los investigadores afirman que el volumen reconstruido (un paralelepípedo que, hace 3 mil millones de años, medía 100 millones de años luz de longitud, 6 de altura y 2,5 de ancho) sería equiparable, en relación al tamaño del universo, al de su «dedo meñique». En su interior habría filamentos de materia oscura e hidrógeno primordial, producido tras la gran explosión (Big Bang), que componen la llamada red cósmica, una suerte de andamiaje invisible en la que se condensan, por efecto de la fuerza gravitacional, los cúmulos de galaxias.

En definitiva, el volumen obtenido constituye una gran porción de la bóveda celeste (toda la Vía Láctea presenta un diámetro de poco más de 100 mil años luz), que se triplicó tras la expansión del universo. Pero ¿cómo ha sido posible reconstruirla, tras cerca de 11 mil millones de años y, además, en tres dimensiones? Gracias a la idea de Khee-Gan Lee, del Instituto Max Planck de Astronomía, y sus colaboradores de utilizar, en la escala astronómica, un método similar a la tomografía axial computarizada (TAC).

Para reproducir la imagen de un tejido biológico en tres dimensiones, esta técnica recurre a los rayos X para iluminar el objeto desde diferentes puntos de vista. La suma de la cantidad de radiación absorbida por el cuerpo examinado permite finalmente reconstruir su imagen médica. De manera similar, los astrónomos aprovecharon la absorción de la luz visible, procedente de 24 galaxias ubicadas detrás de nubes de hidrógeno a lo largo de nuestra línea de visión, para reproducir el mapa tridimensional de la distribución de estos objetos.

Por otro lado, a mayor abundancia de un objeto celeste del que se miden los espectros corresponde una mayor precisión en las mediciones. De hecho, la misma técnica ya ha sido utilizada para observar los cuásares brillantes, pero su concentración en el cielo es tan escasa que los mapas de las nubes de hidrógeno que se pueden obtener presentan una resolución espacial muy baja. La novedad de los resultados de Lee y sus colaboradores radica en que demuestran que dicha técnica también puede aplicarse a las galaxias débiles, las cuales tienen la ventaja de ser mucho más numerosas que los cuásares. Además, permite obtener información también en escalas angulares más pequeñas, lo que las hace interesantes desde el punto de punto de vista astrofísico y cosmológico.

El éxito del resultado, obtenido con tan solo cuatro horas de observación en el telescopio Keck-1 de 10 metros, ha permitido demostrar a los astrónomos la viabilidad de su método y pedir más tiempo de observación, entre 150 y 200 horas, en la misma instalación, a fin de dar continuidad al estudio y mejorar estos resultados prometedores.

Más información en The Astrophysical Journal Letters. Una versión gratuita del artículo está disponible también en el repositorio arXiv.

—IyC

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