Un supervacío explicaría la gran mancha fría en el fondo cósmico de microondas

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Un supervacío es la explicación más sencilla a la gran mancha fría observada por el cosmólogo español Patricio Vielva (Univ. Cantabria) y varios colegas en 2004 en el mapa de WMAP del fondo cósmico de microondas y confirmada por el mapa de Planck. El astrónomo István Szapudi (Univ. Hawaii en Manoa) y varios colega confirma dicha explicación gracias al telescopio Pan-STARRS1 (PS1), situado en Haleakala, Maui, Hawaii y al telescopio espacial infrarrojo WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) de la NASA.

Un supervacío de 1,8 mil millones de años luz de diámetro (radio R = 220 ± 50 h–1 Mpc) con una densidad de galaxias inferior a la media (δm ≃ –0,14 ± 0,04) y centrado a unos tres mil millones de años luz de distancia de nosotros (z = 0,22 ± 0,03). Muchos otros cosmólogos habían apuntado a esta explicación (la más razonable desde 2010), que evita recurrir a explicaciones más exóticas, pero hasta ahora no se había logrado una confianza estadística alta. El nuevo artículo demuestra la existencia del supervacío con más de 5 σ y lo correlaciona con la mancha fría al menos a ≃ 3,3 σ (aún no se han alcanzado cinco sigmas en esta correlación).

El nuevo artículo es István Szapudi et al., “Detection of a supervoid aligned with the cold spot of the cosmic microwave background,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 450: 288-294, 11 Jun 2015, doi: 10.1093/mnras/stv488 [acceso gratis]. Me he enterado gracias a “A cold cosmic mystery solved,” EurekAlert!, 20 Apr 2015.

PS (27 Abr 2015): He cambiado en el título “explica” por “explicaría” que refleja mucho mejor la situación actual de esta noticia. Sigo el consejo de César Tomé @EDocet en “Hitos en la red #65,” Naukas, 26 Abr 2015. Esta entrada contradice a “¿Explica un supervacío la mancha fría en el fondo cósmico de microondas?,” LCMF, 29 Jul 2014, y en los próximos días escribiré una aclaración al respecto.

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Los telescopios PS1 y WISE están realizando un mapa tridimensional de las galaxias lejanas que no nos oculta el disco de la Vía Láctea. En esta figura de WISE-2MASS (derecha) se observa el enorme vacío (azul oscuro) cuya posición coincide con la de la gran mancha fría observada por el mapa SMICA de Planck (izquierda). Los fotones del fondo cósmico de microondas sufren el efecto de lente gravitacional débil en presencia de materia y el efecto inverso (efecto integrado de Sachs-Wolfe) en presencia de un supervacío. La luz que lo atraviesa se corre al azul (incrementa su longitud de onda) y se observa en las anisotropías del fondo cósmico de microondas como una región más fría. Por supuesto, la coincidencia no es perfecta (basta comparar su forma en ambas figuras) y serán necesarios estudios de mayor precisión para confirmarlo de forma definitiva. Pero todo apunta a que el misterio ya se ha sido resuelto y sólo resta completar los detalles.

Dibujo20150420 supervoid - density versus comoving distance - mnras - oxfordjournals org

El universo que nos rodea está repleto de grandes vacíos y supervacíos debido a la llamada web cósmica. Pero realizar mapas tridimensionales de estos vacíos es muy difícil y las incertidumbres son grandes. No basta detectar un supervacío sino que además hay que correlacionarlo con las manchas frías en el fondo cósmico de microondas, lo que requiere usar el modelo cosmológico de consenso ΛCDM. El nuevo supervacío es muy grande, pero no es el más grande que se ha observado, sin embargo los otros no tienen asociadas manchas tan frías en el fondo cósmico de microondas. La razón es que su estructura tridimensional hace que esté alineado hacia nosotros (algo poco probable pero posible). Se requieren futuros estudios de precisión para determinar en detalle la estructura tridimensional de este supervacío y confirmar de forma definitiva (a más de cinco sigmas) su relación con la mancha fría. No podemos cantar victoria, pero todo apunta a que ya se ha resuelto el misterio de la gran mancha fría sin necesidad de recurrir a física exótica.


6 Comentarios

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CurioseandoCurioseando

Tenemos tantas ganas de física exótica que nos empeñamos una y otra vez en estropear el filo de la navaja de Ockham.

Jorge

Sin pretender estar a la altura de lo que aquí se escribe, os adjunto un enlace en el que creo que se aprecia un poco mejor la forma de toda esta superestructura. Si deshacemos la proyección Hammer-Aitoff, para observar la anomalía de la radiación de fondo desde su “vertical”, apreciamos una forma espiral. Desde el minuto 3:15, por si no lo queréis ver entero:

http://youtu.be/FF3FgYpBWUk

Un saludo

U-95U-95

Impresionante, aunque no deje de resultar curioso que ése vacío esté asociado a una mancha fría en el CMB y esos otros mayores no dejen improntas similares allí.

Juan José

De hecho se trata de la mayor “estructura” que puede observarse en la imagen. Después de ver esto ya no podré quejarme más de estar en un planeta en una parte poco interesante del universo.

Paco SotoPaco Soto

Después de la segunda imagen comentas que la luz que atraviesa un súper vacío se corre al azul (incremente su longitud de onda). Debería decir que se corre al rojo, ¿cierto?

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