Las nuevas observaciones de materia oscura pueden dar nuevas pistas sobre el papel de la energía oscura a principios de la formación del universo. El resultado sugiere que los cúmulos de galaxias pueden haberse formado antes de lo previsto, antes que el empuje de la energía oscura inhibiera su crecimiento. Una misteriosa propiedad del espacio, la energía oscura lucha contra la atracción gravitatoria de la materia oscura. La energía oscura empuja a las galaxias a separarse unas de otras tras estirar el espacio entre ellas, suprimiendo así la formación de estructuras gigantes llamadas cúmulos de galaxias. Una forma en que los astrónomos pueden estudiar este primitivo ” tira y afloja“ es a través del mapeo de la distribución de materia oscura en los cúmulos.
Un equipo dirigido por Dan Coe del Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Pasadena, California, utilizó la Cámara Avanzada del Hubble para estudiar el mapa de materia invisible en el cúmulo masivo de galaxias Abell 1689, localizado a 2200 millones de años luz de distancia. La gravedad del cúmulo, la mayoría de la cual proviene de la materia oscura, actúa como una lupa cósmica, combeando y amplificando la luz de las galaxias distantes detrás de él. Este efecto, llamado lente gravitacional, produce imágenes múltiples, deformadas, y ampliadas de aquellas galaxias. Mediante el estudio de las imágenes distorsionadas, los astrónomos estimaron la cantidad de materia oscura dentro del cúmulo. Si la gravedad del cúmulo sólo proveniera de las galaxias visibles, las distorsiones de lente serían mucho más débiles.
imágen hecha por el telescopio espacial Hubble,que muestra la distribución de materia oscura en el centro del cúmulo gigante de galaxias Abell 1689 conteniendo alrededor de 1000 galaxias y un billón de estrellas.La materia oscura es una forma invisible de materia que compone la mayor parte de la masa del universo .El Hubble no puede ver la materia oscura directamente.Los astrónomos infieren su localización trás analizar los efectos de lente gravitacional donde la luz de las galaxias ubicadas detrás de Abell 1689 es distorcionada debido a la materia dentro del cúmulo .Los investigadores usaron las posiciones observadas de 135 imágenes lenteadas de 42 galaxias de fondo para calcular la localización y cantidad de materia oscura en el cúmulo .Ellos superpusieron un mapa de estas concentraciones de materia oscura inferida (de color azul ) sobre una imágen del cúmulo tomada por la Advanced Camera for Surveys del Hubble .Si la gravedad del cúmulo proviene únicamente de las galaxias visibles la distorsión de lente sería mucho más débil .El mapa revela que las concentraciones más densas de materia oscura se localizan en el centro del cúmulo.Credito: NASA, ESA, D. Coe (NASA Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology.
Basados en su mapeo de masas de alta resolución, Coe y sus colaboradores confirmaron los resultados anteriores que muestran que el núcleo de Abell 1689 es mucho más denso en materia oscura de lo esperado para un cúmulo de su tamaño, basado en simulaciones por ordenador del crecimiento de la estructura. Abell 1689 se une a un puñado de otros cúmulos bien estudiados, identificados por tener núcleos densos de manera similar. El hallazgo es sorprendente, porque el empuje de la energía oscura en la historia temprana del universo habría frenado el crecimiento de todos los cúmulos de galaxias.
"Los cúmulos de galaxias, por lo tanto, tendrían que haber comenzado su formación miles de millones de años más temprano con el fin de crear los números que vemos hoy", explica Coe. "En las épocas más tempranas, el universo era más pequeño y más densamente poblado con la materia oscura. Abell 1689 parece haber sido bien alimentado en su nacimiento por la materia densa que lo rodeaba en el universo temprano. El cúmulo la ha llevado la mayor parte con él a través de su vida adulta para aparecer como lo observamos hoy en día. "
Mapeo de lo invisible
Abell 1689 está entre los cúmulos con más poderosos lentes gravitacionales jamás observado. Las observaciones de Coe, junto con estudios previos, proporcionaron 135 imágenes múltiples de 42 galaxias de fondo.
"Las imágenes con lentes son como un gran rompecabezas", dijo Coe. "Aquí se ha descubierto, por primera vez, una manera de organizar la masa de Abell 1689 de tal forma que produzca las imágenes de lentes de todas estas galaxias de fondo en sus posiciones observadas." Coe utilizó esta información para producir un mapa de mayor resolución de la distribución de materia oscura en el cúmulo de lo que era posible antes.
Coe se asoció con el matemático Edward Fuselier, para idear una nueva técnica para calcular el nuevo mapa. "Gracias, en gran parte, a las contribuciones de Eddie, finalmente hemos descifrado el código de lente gravitacional. Otros métodos se basan en hacer una serie de conjeturas sobre lo que el mapa de masas es, y entonces los astrónomos encuentran la que mejor se adapte a los datos. Usando nuestro método, se puede obtener, directamente de los datos, un mapa de masas que le da un ajuste perfecto. "
Los astrónomos planean estudiar más cúmulos para confirmar la posible influencia de la energía oscura. El telescopio Hubble estudiará, 25 cúmulos por mes durante los próximos tres años, se seleccionaron en especial choques de cúmulos debido a su fuerte emisión de rayos X, lo que indica que contienen grandes cantidades de gas caliente lo que significa que son extremadamente masivos. Mediante la observación de estos cúmulos, los astrónomos mapearán la distribución de materia oscura y buscarán pruebas más concluyentes de la temprana formación de cúmulos, y posiblemente,de la temprana energía oscura.
fuente de la información:
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2010/37/
