El mapa de materia oscura muestra “puentes ocultos” entre galaxias

Un nuevo mapa de la materia oscura en el universo arroja más luz sobre las muchas estructuras de filamentos previamente desconocidas que conectan las galaxias.

El mapa, desarrollado mediante aprendizaje automático por un equipo internacional que incluye a un astrofísico de Pensilvania, podría permitir estudios sobre la naturaleza de la materia oscura y la historia y el futuro del universo.

Que es la materia oscura

La materia oscura es materia elusiva que constituye el 80% del universo. También contiene el “esqueleto” de lo que usan los cosmólogos. Telaraña cósmica, La gran estructura del universo que, con su influencia gravitacional, determina el movimiento de las galaxias y otros materiales cósmicos.

Sin embargo, actualmente se desconoce la distribución de la materia oscura. Todavía no sabemos cómo medirlo directamente.

Los investigadores infieren su distribución debido al efecto de la gravedad sobre otros objetos del universo, como B. Galaxias.

Tan cerca pero tan lejos

Irónicamente, es más fácil estudiar más a fondo la distribución de la materia oscura, “porque refleja un pasado muy lejano, que es mucho menos complejo”, dice. Donghui Jeong, Profesor asociado de astronomía y astrofísica en Penn State y autor del estudio.

“Con el tiempo, la complejidad del universo aumentó a medida que crecía la estructura a gran escala del universo, lo que dificultaba inherentemente la medición de la materia oscura localmente”.

Los intentos anteriores de trazar un mapa de la red cósmica comenzaron con un modelo del universo temprano. Luego, se simuló la evolución a lo largo de miles de millones de años a partir de este modelo. Un método de cálculo extenso que aún no ha proporcionado resultados suficientemente detallados.

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Persiguiendo la estructura de las galaxias

En el nuevo estudio, los investigadores adoptaron un enfoque completamente diferente. Usando el aprendizaje automático, desarrollaron un modelo que utiliza información sobre la distribución y el movimiento de las galaxias para predecir la distribución de la materia oscura.

Los investigadores construyeron y entrenaron su modelo utilizando una variedad de simulaciones de galaxias. Alluminary-TNG, Que incluye galaxias, gas y otra materia visible, y materia oscura. El equipo seleccionó específicamente galaxias simuladas que podrían compararse con las de la Vía Láctea y finalmente determinó las propiedades de las galaxias necesarias para predecir la distribución de la materia oscura.

Experiencia de simulación

“Si se proporciona cierta información, el modelo básicamente puede llenar los vacíos basándose en sus observaciones anteriores”, dice Jeong.

“El mapa de nuestros modelos no coincide exactamente con los datos simulados, pero aún podemos reconstruir las estructuras muy detalladas. Descubrimos que incluir el movimiento y la distribución de las galaxias mejoró enormemente la calidad del mapa y nos permitió ver más detalles”.

El mapa resultante de la Red Cósmica Local se publicó en un artículo Apareció en línea el 26 de mayo en The Astrophysical Journal.

¿Cómo se crea el nuevo mapa de galaxias?

Estos mapas de densidad, cada uno con secciones transversales de diferentes tamaños, reproducen características conocidas y distintas del universo (en rojo) y también muestran características más pequeñas, similares a filamentos (en amarillo) que actúan como puentes ocultos entre las galaxias.

“Tener un mapa local de la red cósmica abre un nuevo capítulo en el estudio cósmico”, dijo Jeong. Podemos estudiar cómo se relaciona la distribución de la materia oscura con otros datos de emisión, lo que nos ayudará a comprender la naturaleza de la materia oscura. Y podemos estudiar estas estructuras filamentosas, estos puentes ocultos entre galaxias, directamente “.

Por ejemplo, se ha sugerido que la Vía Láctea y Andrómeda podrían moverse lentamente una hacia la otra, pero no está claro si podrían colisionar durante miles de millones de años. El examen de las hebras de materia oscura que conectan las dos galaxias podría proporcionar información importante sobre su futuro.

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“Dado que la materia oscura domina la dinámica del universo, básicamente determina nuestro destino”, dijo Jeong. “Entonces podemos pedirle a una computadora que desarrolle el mapa durante miles de millones de años para ver qué sucederá en el universo local. Y podemos desarrollar el modelo a tiempo para comprender la historia de nuestro vecindario cósmico”.

Los investigadores creen que pueden mejorar la precisión de su mapa agregando más galaxias.

Los estudios astronómicos planificados, por ejemplo, utilizando el telescopio espacial James Webb, harán que nuestras galaxias sean cada vez más detalladas.

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