Los cosmólogos se han acercado a los grupos más pequeños de materia oscura en un universo virtual, lo que podría ayudarnos a encontrar algo real en el espacio.
Un equipo internacional de investigadores, incluida la Universidad de Durham, Reino Unido, utilizó supercomputadoras en Europa y China para centrarse en una región típica de un universo generado por computadora.
El zoom que pudieron lograr es el equivalente a poder ver una pulga en la superficie de la Luna.
Esto les permitió hacer imágenes y análisis detallados de cientos de grupos o halos de materia oscura virtual, desde los más grandes hasta los más pequeños.
Las partículas de materia oscura pueden chocar con antipartículas de materia oscura cerca del centro de los halos donde, según algunas teorías, se convierten en un estallido de radiación energética de rayos gamma.
Sus hallazgos, publicados en la revista Naturaleza , podría significar que estos halos muy pequeños podrían identificarse en observaciones futuras por la radiación que se cree que emiten.
El coautor, el profesor Carlos Frenk, profesor Ogden de Física Fundamental en el Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham, Reino Unido, dijo: "Al acercarnos a estos halos de materia oscura relativamente pequeños, podemos calcular la cantidad de radiación que se espera que lleguede halos de diferentes tamaños.
"La mayor parte de esta radiación sería emitida por halos de materia oscura demasiado pequeños para contener estrellas y los futuros observatorios de rayos gamma podrían detectar estas emisiones, haciendo estos pequeños objetos individual o colectivamente 'visibles'.
"Esto confirmaría la naturaleza hipotética de la materia oscura, que después de todo puede no ser completamente oscura".
La mayor parte de la materia del universo es oscura aparte de la radiación gamma que emiten en circunstancias excepcionales y de naturaleza completamente diferente a la materia que forma las estrellas, los planetas y las personas.
El universo está hecho de aproximadamente un 27% de materia oscura y el resto consiste en gran parte de la igualmente misteriosa energía oscura. La materia normal, como los planetas y las estrellas, constituye un relativamente pequeño cinco por ciento del universo.
Las galaxias se formaron y crecieron cuando el gas se enfrió y condensó en el centro de enormes grupos de esta materia oscura, los llamados halos de materia oscura.
Los astrónomos pueden inferir la estructura de grandes halos de materia oscura a partir de las propiedades de las galaxias y el gas que contienen.
Los halos más grandes contienen enormes colecciones de cientos de galaxias brillantes, llamadas cúmulos de galaxias, que pesan 1.000 billones de veces más que nuestro Sol.
Sin embargo, los científicos no tienen información directa sobre los halos de materia oscura más pequeños que son demasiado pequeños para contener una galaxia. Estos solo pueden estudiarse simulando la evolución del Universo en una gran supercomputadora.
Se cree que los más pequeños tienen la misma masa que la Tierra de acuerdo con las teorías científicas populares actuales sobre la materia oscura que subyacen a la nueva investigación.
Las simulaciones se llevaron a cabo utilizando la supercomputadora Cosmology Machine, parte de la instalación de Computación de alto rendimiento DiRAC en Durham, financiada por el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología STFC, y computadoras en la Academia de Ciencias de China.
Al hacer zoom en el universo virtual con un detalle tan microscópico, los investigadores pudieron estudiar la estructura de los halos de materia oscura que varían en masa desde la de la Tierra hasta un gran cúmulo de galaxias.
Sorprendentemente, encontraron que los halos de todos los tamaños tienen una estructura interna muy similar y son extremadamente densos en el centro, volviéndose cada vez más dispersos, con grupos más pequeños orbitando en sus regiones externas.
Los investigadores dijeron que sin una escala de medida era casi imposible distinguir una imagen de un halo de materia oscura de una galaxia masiva de una de un halo con una masa de una fracción de la del Sol.
El coautor, el profesor Simon White, del Instituto Max Planck de Astrofísica, Alemania, dijo: "Esperamos que los pequeños halos de materia oscura sean extremadamente numerosos y contengan una fracción sustancial de toda la materia oscura del universo, peropermanecen mayormente oscuras a lo largo de la historia cósmica porque las estrellas y galaxias crecen solo en halos de más de un millón de veces más masivas que el Sol.
"Nuestra investigación arroja luz sobre estos pequeños halos a medida que buscamos aprender más sobre qué es la materia oscura y el papel que desempeña en la evolución del universo".
El equipo de investigación, dirigido por los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia de Ciencias de China, que incluye a la Universidad de Durham, Reino Unido, el Instituto Max Planck de Astrofísica, Alemania, y el Centro de Astrofísica de Harvard, EE. UU., Tardó cinco años en desarrollarse, pruebe y realice su zoom cósmico.
La investigación fue financiada por el STFC, el Consejo Europeo de Investigación, la Academia China de Ciencias, la Sociedad Max Planck y la Universidad de Harvard.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Durham . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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