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Markov Chain Monte Carlo reconstruction of the large-scale structure with the Lyman alpha forest

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Conocer el espacio intergaláctico

Un proyecto financiado con fondos europeos ha presentado un nuevo método de análisis de la estructura intergaláctica a pequeña y gran escala.

Tecnologías industriales

Sobre la cosmología moderna penden dos temas sin resolver: la evolución de la estructura a gran escala (EGE) del Universo y la naturaleza del «espacio» entre galaxias (el medio intergaláctico, MIG). Cuando los cosmólogos examinan la distribución de la materia a grandes distancias en el Universo observable, también están viendo cómo era en un pasado muy lejano. Esto les permite crear una imagen del Universo en el momento en el que las estructuras eran más jóvenes y cercanas al régimen lineal en el que existía una actividad de formación activa de galaxias. Con el paso del tiempo, los procesos no lineales han destruido información sobre el origen de nuestro Universo, pero esta información está codificada en escalas muy grandes en las que las estructuras siguen siendo similares al régimen original lineal. Para extraer esta información se puede aprovechar los espectros de absorción de hidrógeno del MIG, labor que precisa de la existencia de una fuente extremadamente luminosa que irradie el MIG y la haga visible a un observador desde la Tierra. Estos objetos se denominan quásares y se consideran galaxias con un centro galáctico activo. La radiación ultravioleta emitida por un quásar incide en el hidrógeno ubicado en el MIG. Esto provoca una pérdida en la señal y la medición de espectros de absorción de quásares múltiples permite generar una imagen de la EGE. No obstante, la relación explicita entre el campo de materia subyacente (la EGE) y el espectro observado del quásar presenta una elevada complejidad. El proyecto MCMCLYMAN («Reconstrucción cadena de Markov Monte Carlo de la estructura a gran escala con el bosque de Lyman-alfa») desarrolló una técnica innovadora unidimensional para recuperar el campo de densidad no lineal. Se descubrió una relación intensa entre la densidad del flujo espectral y la de la materia. Esto permitió que en el marco del proyecto se estableciera una relación estadística unívoca entre las densidades del flujo y la materia. El nuevo método mitiga una serie de problemas en el análisis de las EGE tanto a la escala (relativamente) pequeña como a la grande. Además, la aparición de nuevas técnicas de reconstrucción permitió dar con una solución precisa a pesar de que los datos no son completos debido a la distribución difusa de los espectros de los quásares. Los resultados del proyecto podrían dar paso a perspectivas nuevas sobre la evolución del Universo primigenio.

Palabras clave

Espacio, cosmología, medio intergaláctico, Universo, quásar

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