Nuevo y misterioso "flujo oscuro" descubierto en el espacio

Como si no fuesen suficientemente desconcertantes los misterios de la energía y materia oscuras, se ha descubierto un nuevo e incomprensible puzzle cósmico.

Los trozos de materia del universo parecen estar moviéndose a muy altas velocidades y en una dirección uniforme que no puede ser explicada por ninguna de las otras fuerzas gravitatorias del universo observable. Los astrónomos llaman al fenómeno “flujo oscuro”.

El cúmulo galáctico 1E 0657-56 (conocido como Cúmulo Bala) está a 3800 millones de años luz de distancia. Es uno de los cientos que parecen estar arrastrados por un misterioso flujo cósmico. Crédito: NASA/STScI/Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.

Lo que esté tirando de la materia debe estar fuera del universo observable, concluyen los investigadores.

Cuando los científicos hablan del universo observable no quieren simplemente decir tan lejos como los ojos, o incluso los más potentes telescopios, puedan ver. De hecho existe un límite fundamental a lo lejos que podemos observar en el universo, no importa lo avanzados que sean nuestro instrumentos visuales. El universo se piensa que se ha formado aproximadamente hace 13 700 millones de años. Por lo que incluso si la luz comenzó a viajar hacia nosotros inmediatamente después del Big Bang, los más lejos que ha podido llegar es a 13 700 millones de años luz de distancia. Puede haber partes del universo aún más alejadas (no podemos saber cómo de grande es todo el universo), pero no podemos ver más lejos de lo que la luz pudo viajar a lo largo de toda la edad del universo.
Movimientos misteriosos
Los científicos descubrieron el flujo estudiando algunas de las mayores estructuras del cosmos: los cúmulos gigantes de galaxias. Estos cúmulos son conglomerados de aproximadamente miles de galaxias, así como de gas muy caliente que emite rayos-X. Observando la interacción de los rayos-X con el fondo de microondas cósmico (CMB), que es el resto de radiación dejado por el Big Bang, los científicos pueden estudiar el movimiento de los cúmulos.

El gas caliente en un cúmulo de galaxias en movimiento (puntos blancos) desplaza la temperatura de las microondas cósmicas. Cientos de cúmulos distantes parecen estar moviéndose hacia una zona del cielo (elipse púrpura). Crédito: NASA/WMAP/A. Kashlinsky et al.

Los rayos-X dispersan fotones en el CMB, cambiando su temperatura en un efecto conocido como efecto cinemático Sunyaev-Zel’dovich (SZ). Este efecto no había sido observado anteriormente como resultado en cúmulos galácticos, pero un equipo de investigadores liderados por Alexander Kashlinsky, astrofísico en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, lo encontró cuando estudiaba un enorme catálogo de 700 cúmulos, llegando hasta los 6000 millones de años luz, o la mitad de la distancia del universo. Compararon este catálogo con el mapa del CMB tomado por el satélite Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson de la NASA (WMAP).
Descubrieron que los cúmulos se estaban moviendo casi a 3,2 millones de kilómetros por hora hacia la región del cielo entre las constelaciones de Centauro y Vela. Este movimiento es distinto de la expansión del universo (la cual es acelerada por la fuerza conocida como energía oscura).
“Encontramos una velocidad muy significativa, y además, esta velocidad no se decrementa con la distancia, hasta donde hemos podido medir”, dijo Kashlinsky a SPACE.com. “La materia del universo observable simplemente no puede producir el flujo medido”.
Burbuja inflacionaria
Los científicos dedujeron que sea lo que sea que está dirigiendo los movimientos del cúmulos debe estar más allá del universo conocido.
Una teoría llamada inflación propone que el universo que vemos es sólo una pequeña burbuja de espacio-tiempo que se expandió rápidamente tras el Big Bang. Podría haber partes del cosmos más allá de esta burbuja que no podemos ver.
En estas regiones, el espacio tiempo podría ser muy distinto, y probablemente no contiene estrellas y galaxias (que sólo se forman debido a los patrones de densidad particular de masa en nuestra burbuja). Podría incluir estructuras masivas gigantes mucho mayores que ninguna de nuestro universo observable. Estas estructuras son lo que los investigadores sospechan que está tirando de los cúmulos galácticos, causando el flujo oscuro.
“Las estructuras responsables de este movimiento han sido empujadas tan lejos por la inflación, estimaría que pueden estar a cientos de miles de millones de años luz de distancia, que no podemos ver ni siquiera con nuestros mejores telescopios debido a que la luz emitida no nos ha llegado en la edad del universo”, dijo Kashlinsky en una entrevista por teléfono. “Lo más probable es que para crear tal flujo coherente tendría que tener algunas estructuras muy extrañas, tal vez algo de espacio-tiempo curvado. Pero esto es sólo pura especulación”.
Hallazgo sorprendente
Aunque la teoría de la inflación predice muchas facetas extrañas del universo lejano, no muchos científicos predijeron el flujo oscuro.
“Fue una enrome sorpresa para nosotros y sospecho que para todo el mundo”, dijo Kashlinsky. “Para algunos modelos particulares de inflación se esperaría este tipo de estructuras, y hubo algunas sugerencias en la literatura que no fueron tomadas en serio creo que hasta ahora”.
El descubrimiento pudo ayudar a los científicos a estudiar lo que sucedió en el universo antes de la inflación, y qué está pasando en esos inaccesibles dominios que no podemos ver.
Los investigadores detallan sus hallazgos en el ejemplar del 20 de octubre de la revista Astrophysical Journal Letters.

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Autor: Clara Moskowitz
Fecha Original: 23 de septiembre de 2008
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Vía: Ciencia Kanija