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Consiguen por primera vez detectar la materia escondida alrededor de las galaxias
Publicado por: Agencia SINC
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La teor√≠a del Big Bang predec√≠a la existencia en el universo de materia ‘perdida’ formada por bariones, unas part√≠culas subat√≥micas como los protones y los neutrones, pero ahora investigadores del Centro de Estudios de F√≠sica del Cosmos de Arag√≥n y otras instituciones internacionales la han encontrado. La detecci√≥n se ha realizado sobre un cat√°logo de 200.000 galaxias gracias a los registros de la radiaci√≥n de fondo c√≥smico de microondas tomados por el sat√©lite Planck.

Utilizando las mejores medidas disponibles del fondo c√≥smico de microondas (CMB, por sus siglas en ingl√©s) obtenidas con el sat√©lite Planck, un equipo de investigadores, liderado por Carlos Hern√°ndez Monteagudo del Centro de Estudios de F√≠sica del Cosmos de Arag√≥n (CEFCA, Teruel), ha conseguido detectar por primera vez grandes cantidades de materia bari√≥nica ‘escondida’ alrededor de galaxias de tama√Īo medio en el universo local.

El estudio, publicado este mes en la revista Physical Review Letters, arroja nueva luz sobre el problema de la denominada materia bari√≥nica ‘perdida’ y contribuye a la comprensi√≥n de la distribuci√≥n de este tipo de materia en galaxias, grupos y c√ļmulos de galaxias, lo que constituye un ingrediente esencial para saber c√≥mo se forman y evolucionan estas estructuras.

Los bariones son partículas formadas por tres quarks, como protones y neutrones, a diferencia de los mesones (compuestos por un quark y un antiquark). Junto con los electrones, constituyen los átomos del universo y de los cuales están hechos estrellas, planetas y seres vivos. Se conoce que, en la actualidad, alrededor del 90% de todos los bariones que se crearon en los primeros instantes del universo tras el Big Bang se encuentran en forma de gas difuso, ionizado y caliente, compuesto esencialmente por protones y electrones libres. Sin embargo, hasta ahora sólo la fracción más caliente de este gas había sido descubierta gracias a su emisión en rayos X.

Analizando las fluctuaciones de la luz del CMB en la direcci√≥n de 200.000 galaxias observadas en el cartografiado Sloan Digital Sky Survey, el equipo ha sido capaz de detectar nubes de gas ionizado que se extienden a distancias mucho mayores que la extensi√≥n t√≠pica de las estrellas que forman esas galaxias. Estas nubes se corresponden con los llamados bariones ‘perdidos’ o ‘escondidos’ alrededor de esos objetos, cuya distribuci√≥n en el espacio es muy cercana a la distribuci√≥n esperada de la materia oscura.

Ilustración de cómo se modifica el fondo cósmico de microondas (CMB) cuando los fotones atraviesan nubes de gas ionizado alrededor de galaxias. El color azul indica que su intensidad aumenta y el color rojo que disminuye. / Carlos Hernández Monteagudo/CEFCA

Ilustración de cómo se modifica el fondo cósmico de microondas (CMB) cuando los fotones atraviesan nubes de gas ionizado alrededor de galaxias. El color azul indica que su intensidad aumenta y el color rojo que disminuye. / Carlos Hernández Monteagudo/CEFCA

Empujón de los fotones

‚ÄúHemos descubierto que los fotones del fondo c√≥smico de microondas experimentan un ‘empuj√≥n’ cuando chocan con los electrones en movimiento de las nubes de gas ionizado. Esto da lugar a una peque√Īa fluctuaci√≥n en la intensidad del CMB alrededor de esas galaxias que hemos podido detectar estad√≠sticamente despu√©s de apilar las medidas del fondo c√≥smico en la direcci√≥n de cada una de las 200.000 galaxias‚ÄĚ, explica el investigador Carlos Hern√°ndez Monteagudo del CEFCA.

La gran calidad de los datos de Planck ha permitido al equipo revelar la presencia de gas ionizado hasta una distancia entre 20 y 30 veces superior a la distancia t√≠pica entre la materia luminosa y el centro de la galaxia. ‚ÄúDentro de esas distancias hemos encontrado tanto gas como la teor√≠a predice que deber√≠amos encontrar‚ÄĚ, concluye el cient√≠fico.

En este trabajo, adem√°s del CEFCA, tambi√©n han colaborado investigadores de otras instituciones espa√Īolas, como el Instituto de F√≠sica de Cantabria o el Instituto de Astrof√≠sica de Canarias, y de otros pa√≠ses como Reino Unido, Alemania o Francia.

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