Mapa en 3D del universo remoto

La luz emitida por 14.000 quasares, galaxias situadas a miles de millones de años luz de distancia con agujeros en sus centros, ha sido utilizada por unos científicos del proyecto Sloan Sky Digital Survey (EEUU) para trazar el mapa más completo hasta ahora, en tres dimensiones, del universo de hace unos 11.000 millones de años, cuando era muy joven. El mapa es un éxito de su estrategia de observación y no ha hecho más que empezar, puesto que piensan seguir tomando datos hasta 2014 y extender su cartografía celeste con observaciones de 140.000 quasares. Pero la investigación es mucho más ambiciosa: pretende averiguar como ha cambiado la tasa de expansión del universo a lo largo del tiempo y así ayudar a aclarar algo acerca de la misteriosa energía oscura, lo que se considera el descubrimiento cosmológico más inesperado y desafiante de los últimos 20 años.

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Mapa del universo distante del proyecto BOSS en el que los puntos azulados brillantes son los quásares utilizados para medir el hidrógeno gaseoso intergaláctico.

"Los quasares son los objetos más brillantes del universo y nosotros los utilizamos como focos de fondo muy apropiados para iluminar el hidrógeno gaseoso que llena el cosmos entre ellos y nosotros", ha explicado Anze Slosar en una reunión de la Sociedad Americana de Física donde se han presentado estos resultados el pasado fin de semana. "Podemos ver las sombras [de los quasares] y detalles en ellas, lo que nos permite ver cómo ese gas está agrupado a lo largo de nuestra línea de visión", continúa. "Lo sorprendente es que con esto podemos ver el universo muy lejano donde es difícil medir las posiciones de muchas galaxias individuales". Es algo así como observar la Luna entre nubes de manera que puedes ver las formas de éstas últimas precisamente por la luz lunar que bloquean.

Las observaciones de estos científicos son el primer intento, explican los especialistas del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (EE UU), de utilizar las llamadas oscilaciones acústicas bariónicas (BAO, en sus siglas en inglés) como instrumento de precisión para medir la energía oscura. Hasta ahora, los mapas tridimensionales hechos con esas oscilaciones se basaban en la distribución de galaxias visibles, mientras que los científicos de este proyecto, denominado BOSS (Rastreo de Oscilaciones Acústicas Bariónicas), lo hacen por primera vez también con el hidrógeno utilizando los quásares. Ellos han presentado sus resultados en un artículo que está disponible en internet.

Los 14.000 primeros quásares y el mapa confeccionado demuestran que es posible determinar las variaciones en la densidad del hidrógeno intergaláctico a distancias cosmológicas y, por tanto, medir los efectos de la energía oscura a dichas distancias. Se ha llamado energía oscura a un inexplicado fenómeno por el cual la expansión del cosmos se está acelerando, como si estuviera actuando en el universo una fuerza repulsiva, una especie de atracción gravitatoria de signo opuesto. Los científicos aún no saben explicar por qué, pero este fenómeno se ha convertido en el reto de moda en cosmología y varios equipos internacionales compiten para diseñar y poner en práctica estrategias de observación que permita descifrarlo.

La cuestión, de momento, es averiguar si la tasa de expansión a partir del Big Bang ha cambiado a lo largo de la historia del universo o se ha mantenido constante y para esto es muy útil el nuevo mapa del cosmos profundo. "Nadie tiene ni remota idea acerca de qué es la energía oscura, y nosotros lo estudiamos estudiando por la historia de la expansión y el crecimiento de las estructuras del universo, para lo cual hacemos estos mapas del cosmos en diferentes épocas", añade Slosar.

En el proyecto Boss los científicos se centran en diferentes tipos de estrategias de medición en el cielo, de manera que cubren, por un lado, distancias de 2.000 a 6.000 millones de años luz (con métodos estándar bien calibrados) y por otro, con los quásares, distancias de 10.000 a 11.000 millones de años luz. En realidad, los científicos se centran, en las llamas lineas Lyman-alpha del hidrógeno en el espectro de la luz de los quásares captada, lo que permite localizar con precisión las nubes de gas interpuestas en la línea de visión.

"Cuando terminemos el proyecto BOSS, habremos sido capaces de medir cómo de rápido se estaba expandiendo el universo hace 11.000 millones de años con una precisión de aproximadamente un 2%", ha dicho Patrick McDonald, pionero de la técnica de medición de distancias cósmicas utilizada. Con las observaciones de 160.000 quásares, en 2014, estos físicos obtendrán un mapa del universo distante diez veces mayor que el ahora presentado.

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Un fragmento del nuevo mapa Sloan del universo lejano en el que se distinguen zonas con mayor densidad de hidrógeno intergaláctico (rojo) y menos (azul), con una escala de tamaño de mil millones de años luz

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Presentación bidimensional del mapa BOSS del universo en 3-D en el que los puntos negros corresponden a galaxias relativamente cercanas y en el exterior se representa el hidrógeno intergaláctico a unos 10.000 millones de años luz (las regiones coloreadas en rojo tienen más hidrógeno y las azules, menos).


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