La búsqueda de la materia oscura ha dado un paso adelante más gracias a las nuevas simulaciones en supercomputadoras que muestran la evolución de nuestro «universo local» desde el Big Bang hasta nuestros días
Los físicos de la Universidad de Durham, Reino Unido, que están liderando la investigación dicen que sus simulaciones podrían mejorar la comprensión de la materia oscura, una misteriosa sustancia que se cree que constituye el 85 por ciento de la masa del Universo.
El profesor Carlos Frenk, director del Instituto de la Universidad de Durham de Cosmología Computacional, dijo: «He estado perdiendo el sueño por esto durante los últimos 30 años. La materia oscura es la clave de todo lo que sabemos sobre las galaxias, pero todavía no sabemos con exactitud su naturaleza. La comprensión de cómo se formaron las galaxias es la clave del misterio de la materia oscura».
Gas en la simulación EAGLE, mostrando burbujas calientes (colores rojos) que rodean las grandes galaxias, conectadas por filamentos fríos (colores azul y verde). Los recuadros son ampliaciones del grupo local alrededor de la Vía Láctea y muestran la distribución de gas, las estrellas y la materia oscura. Crédito: Richard Bower, John Helly, Sarah Nixon, Hasta Sawala, James Trayford, Universidad de Durham
Los científicos creen que unos cúmulos de materia oscura —o halos— que emergieron de los inicios del universo, atraparon gas intergaláctico y se convirtieron en los lugares de nacimiento de las galaxias.
La teoría cosmológica predice que nuestro propio vecindario cósmico debe estar colmado de millones de pequeños halos, pero sólo se han observado unas pocas docenas de galaxias pequeñas alrededor de la Vía Láctea.
El profesor Frenk añadió: «Sabemos que no puede haber una galaxia en cada halo. La pregunta es: ¿Por qué no?».
Los investigadores de Durham creen que sus simulaciones responden esta pregunta, mostrando explícitamente cómo y por qué millones de halos alrededor de nuestra galaxia y la vecina Andrómeda no pudieron producir las galaxias y se convirtieron en zonas estériles. Dicen que el gas que habría formado la galaxia fue esterilizado por el calor de las primeras estrellas que se formaron en el Universo, impidiendo el enfriamiento y que éste se convirtiese en estrellas.
Sin embargo, unos halos lograron eludir ese horno cósmico con un crecimiento temprano y lo suficientemente rápido para mantener su gas y eventualmente formar galaxias.
Los resultados serán presentados en la Reunión Nacional de Astronomía de la Royal Astronomical Society en Portsmouth.
El profesor Frenk, quien recibirá hoy el máximo galardón de la Royal Astronomical Society, la Medalla de Oro de la Astronomía, ha añadido: «Hemos aprendido que la mayoría de los halos de materia oscura son muy diferentes de los «pocos elegidos» que están iluminados con luz estelar.
«Gracias a las simulaciones sabemos que, si nuestras teorías de la materia oscura son correctas, entonces el universo que nos rodea debe estar lleno de halos que no llegaron a formar una galaxia. Tal vez algún día los astrónomos busquen la manera de encontrarlos.»
El investigador principal, el Dr. Hasta Sawala, en el Instituto de Cosmología Computacional, de la Universidad de Durham, dijo que esta investigación es la primera en simular la evolución de nuestro «grupo local» de galaxias, incluida la Vía Láctea, Andrómeda, sus satélites y varias pequeñas galaxias aisladas, en su totalidad.
Dr Sawala dijo: «Lo que hemos visto en nuestras simulaciones es un gol en contra cósmico».
«Ya sabíamos que la primera generación de estrellas emiten intensa radiación, calentando el gas intergaláctico a temperaturas más calientes que la superficie del Sol. Después de eso, el gas está tan caliente que la formación de más estrellas se pone mucho más difícil, dejando a los halos con pocas posibilidades de formar galaxias.
«Hemos sido capaces de demostrar que el calentamiento cósmico no fue simplemente una lotería con unos pocos ganadores afortunados. En cambio, se trató de un riguroso proceso de selección y sólo los halos que crecieron lo suficientemente rápido fueron aptos para la formación de galaxias.»
La Cosmology Machine de DiRAC, operada por la Universidad de Durham, tiene 6720 núcleos Intel Xeon y 53.760 GByte de RAM. Crédito: Hasta Sawala, Universidad de Durham
La mirada de cerca al Grupo Local es parte de un proyecto mayor, llamado EAGLE, realizado en la actualidad por los cosmólogos de la Universidad de Durham y la Universidad de Leiden en los Países Bajos. EAGLE es uno de los primeros intentos por simular la formación de galaxias en un volumen representativo del Universo desde el comienzo. Escudriñando el universo virtual, los investigadores encuentran galaxias que se ven notablemente parecida a la nuestra, rodeadas de innumerables halos de materia oscura; sólo una pequeña fracción de éstos contienen galaxias.
La simulación dirigida por Durham se llevó a cabo en la «Cosmology Machine«, que es la parte de la instalación nacional norteamericana de supercomputación DiRAC para la investigación en astrofísica y física de partículas, financiada por el Departamento de Negocios, Innovación y Habilidades (Department for Business, Innovation and Skills) a través del STFC.
La Cosmology Machine —con base en la Universidad de Durham— tiene más de 5.000 veces la potencia de cálculo de las computadoras normales, y más de 10.000 veces su cantidad de memoria.
Fuente: Physorg. Aportado por Eduardo J. Carletti
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