El estudio de la materia y la radiación del Universo primitivo

El Telescopio del Polo Sur. Una nueva serie de seis documentos usan esta instalación para el estudio de la naturaleza de la materia y la radiación en el Universo primitivo. Crédito: Consorcio Telescopio Polo Sur.

Casi 400.000 años después de que el universo fue creado en el Big Bang, la materia se enfrió lo suficiente para formar átomos neutros, permitiendo así que la luz, penetrante, se propagara casi sin obstáculos. Hoy en día, esa luz baña el universo. La vemos como la radiación del fondo cósmico de microondas (CMBR), y los modernos instrumentos la estudian con atención para tratar de determinar lo que sucedió justo después del nacimiento del cosmos. Entre otras cosas, la luz nos ofrece pistas sobre cómo las estrellas y las galaxias se formaron y evolucionaron posteriormente. Las galaxias tienden a reunirse en grupos; nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, por ejemplo, y su grupo local de galaxias vecinas, se encuentran en el borde del Cúmulo de Virgo.

El gas intergaláctico dentro de los cúmulos de galaxias a veces es calentado por los choques, mientras cae en las galaxias. Esa relativamente densa materia caliente puede dispersar la luz primordial de la CMBR, miles de millones de años después que la luz fue puesta en libertad. Los astrónomos han estado tratando de buscar en los mapas del CMBR regiones un poco más débiles debido a este efecto, conocido como el efecto Sunyaev-Zel'dovich (Efecto S-Z) después que los teóricos propusieron por primera vez su existencia en 1970. En los últimos años, varios grupos han intentado descubrir los cúmulos de galaxias usando el Efecto S-Z. Los cúmulos encontrados de esta manera son interesantes en sí mismos, y también tienen valiosas propiedades estadísticas para los estudios en cosmología.

Los astrónomos del CfA (Centro de Astrofísica Harvard - Smithsoniano) y un amplio equipo internacional de sus colegas acaban de publicar una destacada serie de seis documentos de observación sobre el Efecto S-Z y los fenómenos relacionados usando los resultados del Telescopio del Polo Sur, un telescopio submilimétrico de diez metros de diámetro situado en la estación del Polo Sur Amundsen-Scott en la Antártida. Tony Stark, ChrisStubbs, Brodwin Mark Foley Ryan, Andrea Loehr, Stalder Cerebro y Matt Ashby han contribuido en algunos o en todos estos papeles.

El Efecto S-Z mismo se observó en veintiún cúmulos de galaxias hasta ahora, suficiente para producir las pruebas preliminares de los modelos cosmológicos. Además de ayudar a confirmar los modelos de formación de galaxias en el universo primitivo, que ha permitido a los astrónomos refinar los parámetros de la cosmología del Big Bang. El telescopio también ha detectado y caracterizado 188 galaxias distantes, y determinó que el 75% de ellas emiten ondas milimétricas características de la radiación de las galaxias dominadas por agujeros negros masivos en sus núcleos, mientras que el otro 25% de ellas están dominadas por las emisiones de polvo de la formación de estrellas. El equipo llega a la conclusión de que estos últimos objetos representan los más raros y más brillantes miembros de la clase de galaxias muy tempranas en el proceso de formación.

Otros documentos importantes en esta serie presentan un análisis de las variaciones en la propia CMBR, además de medidas ópticas de distancia de los cúmulos de galaxias recién descubiertos. El conjunto de documentos es un avance importante en nuestra comprensión de los inicios del universo, tanto de su materia (como se ve en las galaxias) y su radiación (como se ve en el CMBR).

Traducido de:
Studying Matter and Radiation from the Early Universe
Centro de Astrofísica Harvard - Smithsoniano. Weekly Science Updates, abril 9, 2010.