Las huellas más antiguas de filamentos cósmicos

Unos científicos han analizado ligeras distorsiones en los patrones de la luz más antigua del universo, logrando la visualización de enormes estructuras cósmicas con forma de filamentos y que resultan invisibles para el ojo humano. Estos filamentos, conectados conformando una red, actúan a modo de superautopistas por las que se suministra materia a las mayores acumulaciones de ella: los cúmulos de galaxias.

El equipo científico internacional responsable del estudio, que incluyó investigadores del Laboratorio Nacional estadounidense Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) y de la Universidad de California en Berkeley, analizó datos de inspecciones anteriores del firmamento usando una sofisticada tecnología de reconocimiento automático de imágenes para centrarse en los efectos basados en la gravedad que identifican las formas de estos filamentos. También se valieron de modelos y teorías sobre los filamentos para ayudar a guiar e interpretar sus análisis.

Reconocer y observar estos filamentos es muchísimo más difícil que reconocer y observar galaxias. Por eso es tan importante la ayuda de sistemas de reconocimiento automático. "Para encontrar los filamentos, utilizamos los mismos métodos que usan Yahoo y Google para el reconocimiento de imágenes, como por ejemplo identificar los nombres de las señales viales en las calles o encontrar gatos en las fotografías" explica Shirley Ho, del equipo de investigación.

También han sido de gran utilidad las mediciones precisas, efectuadas desde el espacio, del fondo cósmico de microondas, o CMB, por sus siglas en inglés. Este sutil brillo que viene de todas partes del cosmos es ni más ni menos que la luz más antigua en el universo. Aunque es bastante homogénea sea cual sea la dirección del universo hacia la que miren los instrumentos, existen diferencias que han sido identificadas en estudios anteriores y que denotan rasgos del universo arcaico.

En esta ilustración, la trayectoria de la luz del fondo cósmico de microondas (CMB) se ve desviada por las estructuras conocidas como filamentos y que son invisibles a nuestros ojos, creando un efecto conocido como lente gravitatoria débil que ha sido captado por el observatorio espacial Planck (izquierda). Los autores del nuevo estudio utilizaron ordenadores para estudiar esta lente gravitatoria débil del CMB y obtuvieron un mapa de filamentos, que habitualmente presentan longitudes de cientos de años-luz. (Foto: Siyu He, Shadab Alam, Wei Chen y Planck/ESA)

Esta nueva y detallada exploración de los filamentos ayudará a los investigadores a entender mejor la formación y evolución de la red cósmica, que es la estructura de materia a la mayor escala del universo. La red incluye el material misterioso y aún no visto que denominamos materia oscura. Como su nombre sugiere, la materia oscura no emite luz, así que ningún telescopio puede verla. Sin embargo, debido a que la materia oscura tiene masa, su existencia puede inferirse por la manera en que las estrellas son atraídas a regiones donde no se aprecia materia visible, lo que denota que allí se concentra ese misterioso material. Aunque la naturaleza de la materia oscura es un misterio, no se trata de materia minoritaria y marginal, sino que constituye más del 80 por ciento de la masa total del universo.

La materia oscura es el componente principal de los filamentos. En los últimos años se ha ido descubriendo que tales filamentos son gigantescos: se extienden de manera habitual a lo largo de cientos de millones de años-luz. También se ha averiguado que las estructuras llamadas halos, que albergan cúmulos de galaxias, son alimentadas por la red universal de filamentos.

Estudios adicionales sobre estos filamentos podrían proporcionar nueva y reveladora información sobre la energía oscura, otro gran misterio cósmico. La energía oscura es una fuerza desconocida que hace al universo expandirse con una aceleración cada vez mayor. Actuando de un modo que, a grandes rasgos, se opone a cómo opera la fuerza de la gravedad, la energía oscura tiende a separar unas de otras las acumulaciones de materia.

Fuente NCYT