Nuevas pruebas de que los bariones perdidos se encuentran en la web cósmica

Según el telescopio espacial Planck de la ESA, la materia oscura es el 26.8% y la materia bariónica el 4.9% de la densidad total de energía del universo. Aún no sabemos dónde se encuentra entre el 30% y el 40% de dicha materia bariónica. La hipótesis más plausible es que se encuentra en la web cósmica. Hay indicios a favor (como los del telescopio Planck en 2012), pero aún no está resuelto el problema de las bariones perdidos. Se publica en Nature el último indicio a favor de esta hipótesis, gracias a XMM-Newton, el telescopio espacial de rayos X de la ESA. Todo apunta a que dicha hipótesis acabará siendo la respuesta firme al problema, pero aún queda mucho trabajo observacional para que los indicios acaben en evidencia.

Como supongo que ya sabes, observar la estructura filamentosa de la web cósmica es difícil en extremo. El nuevo artículo es F. Nicastro, J. Kaastra, …, L. Zappacosta, “Observations of the missing baryons in the warm–hot intergalactic medium,” Nature 558: 406–409 (20 Jun 2018), doi: 10.1038/s41586-018-0204-1; más información divulgativa en Taotao Fang, “Missing matter found in the cosmic web,” Nature 558: 375-376 (20 Jun 2018), doi: 10.1038/d41586-018-05432-2. En español recomiendo “Un observatorio de rayos X encuentra el material intergaláctico perdido”, Agencia SINC, 20 Jun 2018.

Te recomiendo leer en este blog “Los bariones perdidos que ha encontrado Planck”, LCMF, 13 Dic 2012 (que te dirige a “ESA’s Planck satellite finds the missing baryons,” Mapping Ignorance, 13 Dec 2012); “Qué sabemos de la gigantesca nube de gas caliente que rodea nuestra galaxia”, LCMF, 25 Sep 2012; “Un puente de materia oscura entre dos supercúmulos galácticos que confirma la idea de la web cósmica”, LCMF, 05 Jul 2012.

¿Por qué es tan difícil observar la web cósmica? La razón es que los filamentos de la web cósmica contienen protones (hidrógeno completamente ionizado por su alta temperatura, T ≈ 105–107 K). Al carecer de electrones no podemos observar su espectro. Por ello hay que recurrir a las trazas de elementos más pesados, como el oxígeno. El oxígeno pierde casi todos sus electrones, pero conserva los más interiores, a temperaturas de T ≈ 105.7–106.3 K. Gracias a estos iones altamente ionizados de oxígeno, O VII, con solo dos electrones, se producen señales de absorción detectables, aunque muy débiles, que se pueden observar en los espectros de rayos X o en el ultravioleta.

XMM-Newton ha observado durante unos 20 días un objeto astronómico de tipo BL Lacertae (BL Lac) llamado 1ES 1553+113. Situado a más de 2200 megapársecs, este objeto tan brillante nos permite realizar espectroscopia de alta resolución. El oxígeno O VII He en los filamentos de la web cósmica que se encuentran entre este objeto BL Lac y nosotros absorben los rayos X a ciertos desplazamientos el rojo, lo que permite identificar los filamentos de la web cósmica.

Se ha observado un filamento de la web cósmica situado a z=0.4339 ±0.0008. Usando la señal de absorción del O VII Heα se ha logrado una señal con más de 4.1 sigmas (quizás hasta 4.7 sigmas). Usando la absorción del O VII Heβ casi no alcanza las 2.0 sigmas.

Para el segundo filamento, con z = 0.3551 ± 0.0015, la señal del O VII Heα a alcanzado al menos 3.7 sigmas (quizás hasta 4.2 sigmas). Por supuesto, las bandas de absorción observadas podrían tener su origen en galaxias en lugar de los filamentos de la web cósmica. Sin embargo, los autores del nuevo artículo en Nature afirman que dicha explicación es poco parsimoniosa. Lo que no quita que serán necesarias futuras observaciones para reafirmar su hipótesis.

En resumen, se acumulan los nuevos indicios, pero aún faltan las evidencias. Habrá que esperar a los futuros telescopios espaciales HUBS (Hot Universe Baryon Surveyor) de la CNSA (Agencia China del Espacio) y ATHENA (Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics) de la ESA, cuyos espectrómetros de rayos X serán mucho más sensibles que los de XMM-Newton, para transformar los indicios actuales en evidencias. Y con ello resolver el problema de los bariones perdidos. Pero os confieso que, en mi opinión, la hipótesis de la web cósmica acabará siendo la respuesta definitiva.

2 comentarios

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fisivi fisivi

Es impresionante que sean capaces de detectar esa materia tan tenue.

Esta estructura de la web cósmica me sugiere que es como si estuviéramos en una fibra de la masa de un pan que se estuviera hinchando en un horno.

¿Podría ser que, en general, los chorros relativistas de los nucleos de las galáxias estuvieran alineados con las fibras de la web cósmica y que contribuyeran a la masa de esas fibras con la materia que lanzan?

Alcalino Alcalino

Increible, aun asi solo vimos las uniones, pero al menos sabemos que esa materia sigue en nuestro plano.

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