Detectada una gran red de gas bariónico

13 de mayo de 2010

Los astrónomos han combinado las observaciones de rayos X del Chandra de la NASA, con las del XMM-Newton de la ESA para lograr detectar una gran cantidad de gas intergaláctico situado a unos 400 millones de años luz de la Tierra. Este descubrimiento es una de las evidencias más robustas que se tienen hasta la fecha de la existencia de una enorme red de gas caliente y difuso que se encontraba hasta ahora "desaparecido" en nuestro Universo.
Esta materia perdida, diferente de la materia oscura, está compuesta de bariones, partículas como los protones y electrones que se encuentran en la Tierra, en las estrellas, el gas de las galaxias, y así sucesivamente. Una variedad de mediciones de nubes de gas y galaxias distantes  ha proporcionado una buena estimación de la cantidad de materia "normal" presente en el Universo cuando este tenía sólo unos pocos millones de años. Sin embargo en anteriores inventarios, sólo se pudo detectar la mitad de la materia estimada en el Universo cercano, un déficit vergonzosamente grande.
Entonces, el misterio es, ¿dónde está la materia perdida que reside en el Universo cercano? En un trabajo reciente se publica que este gas se encuentra principalmente formando unas redes difusas y calientes conocidas como Warm-Hot Intergalactic Medium (WHIM). Los científicos creen que los WHIMs es el material restante que quedó después de la formación de las galaxias, y que posteriormente se enriqueció con los elementos eyectados por estas.
" La evidencia de la existencia de este WHIM ha sido muy difícil de encontrar porque al ser tan difuso es muy complicado verlo", dijo Fang Taotao de la Universidad de California, en Irvine, y autor principal del estudio. "Esto es lo contrario a otras materias de la astronomía que lo que buscan es ver la materia oscura".
Para buscar este WHIM, los investigadores examinaron las observaciones de rayos X de un agujero negro supermasivo en crecimiento rápido conocido como núcleo galáctico activo, o AGN. Este AGN, está situado a unos dos mil millones de años luz de distancia, y genera enormes cantidades de rayos-X, mediante la acreción de materia.
 La red de gas WHIM está situada en la línea de visión de esta emisión de rayos X, a una distancia de unos 400 millones de años luz en una zona conocida como Muro del Escultor. Este "muro" es una estructura grande y difusa que se extiende por decenas de millones de años luz, contiene miles de galaxias y es potencialmente un reservorio importante de WHIM, tal y como preciden las simulaciones teóricas. Los gases de la red absorben los rayos X emitidos por el AGN cuando en su viaje en dirección a la Tierra atraviesan esta nube difusa.
Usando nuevas y previas observaciones del Chandra, y datos aportados por el XMM-Newton, ha sido claramente detectado la forma en la que los átomos de oxígeno del WHIM absorben los rayos X. Las características de absorción detectadas son consistentes con la distancia que nos separa del Muro del Escultor, y predicen asimismo, la temperatura y la densidad del gas que hay en el WHIM.
Este resultado confirma a los científicos que las redes de gases WHIM también se encuentran en otras estructuras a gran escala.
Anteriormente, muchos resultados de estas detecciones fueron cuestionados porque los datos se habían tomado con un solo telescopio de rayos X, y  no eran los suficientes como para afirmar su existencia.
"Tener una buena detección de este WHIM con dos telescopios diferentes es realmente importante", dijo el co-autor David Buote, también de la Universidad de California en Irvine. "Esto nos da mucha confianza de que verdaderamente hemos encontrado esta materia perdida".
Además de tener que corroborar los datos de ambos telescopios, Chandra y XMM-Newton, el nuevo estudio también elimina otra incertidumbre a partir de las afirmaciones previas. Debido a la distancia a la que se encuentra el Muro de Escultor, dato conocido, el significado estadístico de esta absorción es mayor que el de las mediciones previas. Estas búsquedas anteriores trataron de encontrar WHIMs observando AGNs brillantes en direcciones al azar en el cielo, con la esperanza de que en su línea de visión cortaran a una estructura que no había sido detectada.
La confirmación de la existencia de WHIMs ha sido difícil debido a su baja densidad. Usando las observaciones y las simulaciones, los científicos calculan que este WHIM tiene una densidad equivalente a 6 protones por metro cúbico. En comparación, el medio interestelar - gas muy difuso entre las estrellas de nuestra galaxia - normalmente tiene alrededor de un millón de átomos de hidrógeno por metro cúbico.
"La evidencia de este WHIM ha sido mucho más difícil de encontrar que la evidencia de materia oscura, que es invisible y sólo puede ser detectada indirectamente", dijo Fang.
Ha habido detecciones importantes de posibles WHIMs en el Universo cercano con temperaturas relativamente bajas, por medio de observaciones ultravioletas y WHIMs de temperaturas relativamente altas, por medio de observaciones de la emisión de rayos X en cúmulos de galaxias. Sin embargo, se espera que éstas sólo representen una fracción relativamente pequeña de los WHIMs existentes en el Universo.
Estos resultados aparecen en la edición 10 de mayo de The Astrophysical Journal.

Más información en el enlace.

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