Creación de mapas más detallados de la red cósmica
Nuestro universo es como una enorme telaraña tridimensional, formada por una compleja red de cúmulos de galaxias conectados por hilos de gas y materia oscura conocidos como filamentos. Los científicos pueden rastrear esta «red cósmica» mediante estudios ópticos de galaxias, que revelan filamentos, y datos de rayos X que ponen de manifiesto el gas caliente que emana de los cúmulos. Aunque nuestro conocimiento de la red cósmica ha avanzado considerablemente en los últimos decenios, aún nos queda mucho por aprender. En el proyecto MEMORY, financiado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana) (MSCA, por sus siglas en inglés), los investigadores estudiaron cómo se mueve y evoluciona la materia a través de la red cósmica, basándose en datos de rayos X del telescopio eROSITA(se abrirá en una nueva ventana). «Nos centramos en los cúmulos de galaxias, que crecen al atraer materia a lo largo de los filamentos», explica Nicola Malavasi, antiguo beneficiario de una beca de las MSCA e investigador principal del proyecto MEMORY, y actualmente investigador posdoctoral en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre(se abrirá en una nueva ventana). «Por eso, sospechamos que el número de filamentos conectados a un cúmulo podría estar estrechamente relacionado con su masa», añade. El equipo se propuso comprobar la solidez de esta relación y si también se cumple en dos tipos extremos de estructuras: los grupos de galaxias de menor masa y las estructuras más grandes del universo, denominadas «supercúmulos», que son conjuntos gigantescos de cúmulos de galaxias.
El uso de datos de rayos X para estudiar los supercúmulos
El trabajo comenzó con la difícil tarea de detectar la propia red cósmica, utilizando la distribución de las galaxias como indicadores de su estructura subyacente. Esto permitió a los investigadores cartografiar los filamentos en un amplio volumen del universo, lo que luego utilizaron para contar cuántos filamentos están conectados a los cúmulos de galaxias detectados por eROSITA. «El análisis resultó especialmente complejo porque el catálogo de cúmulos de eROSITA abarca aproximadamente la mitad del cielo», explica Esra Bulbul, profesora titular del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre. A continuación, el equipo estableció una relación entre la masa de un cúmulo y el número de filamentos vinculados a él. En el caso de los supercúmulos, los investigadores se centraron en una zona más reducida del cielo en la que el Sloan Digital Sky Survey(se abrirá en una nueva ventana) se solapa con las observaciones de eROSITA. Compararon sus nuevos mapas de filamentos con un catálogo ya existente de supercúmulos y utilizaron datos de eROSITA para estudiar la distribución del gas entre los cúmulos de galaxias pertenecientes al mismo supercúmulo.
Descubrimiento de una relación entre la masa de los cúmulos y los filamentos
Uno de los hallazgos principales fue la clara relación entre la masa de los cúmulos de galaxias y el número de filamentos asociados a ellos. En la actualidad, este trabajo se está terminando para su publicación. «Nuestro análisis reveló que la limitación principal ya no es el número de cúmulos de galaxias disponibles, como en estudios anteriores, sino la calidad de las mediciones de distancia de las galaxias utilizadas para reconstruir la red cósmica», señala Malavasi. Lo ideal sería que este análisis se basara en observaciones espectroscópicas de gran precisión, pero, dado que ningún estudio alcanza la amplitud del conjunto de datos de eROSITA, el equipo se basó en desplazamientos hacia el rojo fotométricos menos precisos (medidas que indican la distancia a la que se encuentran las galaxias). «Nuestros resultados, por lo tanto, ponen de relieve la necesidad de llevar a cabo nuevos estudios a gran escala con mediciones más precisas del desplazamiento hacia el rojo de las galaxias para que este campo supere el estado actual de la técnica», señala Bulbul.
Ampliar nuestro conocimiento sobre la red cósmica
En el futuro, el equipo espera aprovechar los nuevos estudios espectroscópicos para mejorar la reconstrucción de la red cósmica y los filamentos. «Al mismo tiempo, nuestro objetivo es ampliar este trabajo a desplazamientos hacia el rojo más elevados, lo que nos permitirá estudiar cómo evolucionan la red cósmica y su conectividad en épocas más remotas del tiempo cósmico», afirma Malavasi.
