Radioastrónomos desarrollan nueva técnica para estudiar la energía oscura

Observaciones pioneras realizadas con el telescopio gigante Robert C. Byrd Green Bank (GBT) de la National Science Foundation han dado a los astrónomos una nueva herramienta para el mapeo de grandes estructuras cósmicas. La nueva herramienta promete proporcionar valiosas pistas sobre la naturaleza de la misteriosa energía oscura que se cree constituyen casi las tres cuartas partes de la masa y la energía del Universo.

Crédito: NRAO / AUI / NSF

La energía oscura es la etiqueta que los científicos han colocado a lo que está causando que el Universo se expanda a un ritmo acelerado. Mientras que la aceleración fue descubierta en 1998, su causa sigue siendo desconocida. Los físicos han desarrollado teorías que compiten para explicar la aceleración, y creemos que la mejor manera de probar las teorías es medir con precisión las estructuras cósmicas a gran escala.

Las ondas acústicas en la sopa de materia-energía del Universo extremadamente temprano se cree que han dejado huellas detectables en la distribución a gran escala de las galaxias en el Universo. Los investigadores desarrollaron una manera de medir huellas, además, observando la emisión de radio del gas hidrógeno. Su técnica, llamada cartografía de la intensidad, cuando aplicado a zonas más amplias del Universo, podría revelar cómo tal estructura a gran escala ha cambiado en los últimos millones de años, dando una visión de cuál de las teorías de la energía oscura es la más precisa.

“Nuestro proyecto mapea el gas de hidrógeno a mayores distancias cósmicas que nunca, y demuestra que las técnicas que hemos desarrollado puede ser usadas para mapear grandes volúmenes del Universo, en tres dimensiones, y para poner a prueba las teorías competidoras de la energía oscura”, dijo Chang Ching-Tzu, de la Academia China de Taiwán y de la Universidad de Toronto.

Para obtener sus resultados, los investigadores utilizaron el GBT para estudiar una región del cielo que previamente habían sido estudiada en detalle en la luz visible por el telescopio Keck II, en Hawai. Este relevamiento óptico utilizado para la espectroscopia mapeó las ubicaciones de miles de galaxias en tres dimensiones. Con el GBT, en lugar de buscar el gas de hidrógeno en estas galaxias individuales distantes – un desafío de enormes proporciones más allá de las capacidades técnicas de los instrumentos actuales – el equipo utilizó la técnica de mapeo de la intensidad de la acumulación de las ondas de radio emitidas por el gas de hidrógeno en grandes volúmenes de espacio, incluyendo muchas galaxias.

“Desde la primera parte del siglo 20, los astrónomos han rastreado la expansión del Universo mediante la observación de las galaxias. Nuestra nueva técnica nos permite obviar el paso de detección de galaxias y reunir las emisiones de radio de un millar de galaxias a la vez, así como todos el material débilmente resplandeciente entre ellas”, dijo Jeffrey Peterson, de la Universidad Carnegie Mellon.

Los astrónomos también han desarrollado nuevas técnicas que eliminaron tanto la interferencia de radio hecha por el hombre como la emisión de radio causada por fuentes astronómicas más cercanas, dejando sólo las ondas de radio, extremadamente débiles, provenientes del gas de hidrógeno muy lejano. El resultado fue un mapa de parte de la red cósmica “que se correlaciona perfectamente con la estructura que se muestra en el estudio óptico anterior. El equipo propuso por primera vez su técnica de mapeo de intensidad en 2008, y sus observaciones con el GBT fueron la primera puesta a prueba de la idea.

“Estas observaciones detectaron más hidrógeno que todo el hidrógeno previamente detectado en el Universo, y a una distancia diez veces más lejana que cualquier onda de radio emitida por el hidrógeno que se haya visto antes”, dijo Ue-Li Pen, de la Universidad de Toronto.

“Esta es una demostración de una técnica importante que promete mucho para futuros estudios de la evolución de la estructura a gran escala del Universo”, dijo el Jefe Científico del Observatorio Nacional de Radioastronomía, Chris Carilli, que no formó parte del equipo de investigación.

Además de Chang, Peterson y Pen, el equipo de investigación incluyó a Kevin Bandura, de la Universidad Carnegie Mellon. Los científicos publicaron su trabajo en la edición del 22 de julio de la revista científica Nature.

Más información en:

http://www.nrao.edu/

Vía: El mensajero de los astros