jueves, 22 de enero de 2015

El Gran Atractor. La cosa más monstruosa del Universo

“El Gran Atractor”

 Los Flujos Cósmicos de nuestro Universo




El pasado junio, un equipo internacional de investigadores cartografiaron los movimientos de las estructuras del Universo de forma más detallada que nunca. El esquema se presentó en forma de vídeo (ver al final) y proporcionaba una representación dinámica tridimensional del Universo mediante la rotación, cribado y ampliación. El proyecto de los Flujos Cósmicos, ha cartografiado tanto las densidades de la Materia Visible como de la Materia Oscura existente alrededor de la Vía Láctea hasta una distancia de 300 millones de años luz, <desde el Gran Atractor y la Zona Vacía hasta donde se encuentran cúmulos de galaxias masivas que contienen millones de galaxias espirales y elípticas.
La estructura a gran escala del Universo es una red compleja de cúmulos, filamentos y espacios vacíos. Los espacios vacíos son grandes huecos relativamente escasos de materia delimitados por filamentos que forman supercúmulos de galaxias, las estructuras más grandes del Universo. Nuestra galaxia, la Vía Láctea se encuentra en un supercúmulo que contiene cien mil galaxias.
Así como el movimiento de las placas tectónicas pone de manifiesto las propiedades del interior de la Tierra,  los movimientos de las galaxias aportan información acerca de los principales constituyentes del Universo: la Energía Oscura y la Materia Oscura. La Materia Oscura es materia invisible cuya presencia  se puede evidenciar únicamente por su acción sobre los movimientos de las galaxias y estrellas, ya que no emiten ni reflejan la luz. La Energía  Oscura es la fuerza misteriosa responsable de que el Universo se esté acelerando.
          
El vídeo capta con precisión no sólo la distribución de la materia visible concentrada en las galaxias, sino también los componentes invisibles, los vacíos y la Materia Oscura. La Materia Oscura constituye el 80% de la materia total de nuestro Universo y la principal responsable de los movimientos de las galaxias, unas respecto de otras. Esta precisión en la cartografía en 3-D de toda la Materia (la Visible y la Oscura) constituye un avance sustancial.
Está claramente establecido la correspondencia entre los huecos de Materia Oscura y las posiciones de las galaxias (Materia Visible)  proporcionando una confirmación del Modelo Cosmológico Estándar.  Mediante ampliaciones y desplazamientos de las posiciones de visualización, el presente vídeo recorre estructuras en tres dimensiones y ayuda a captar las relaciones existentes entre las características a diferentes escalas, manteniendo el sentido de la orientación.
La comunidad científica posee ahora una mejor representación de la distribución de las galaxias a nuestro alrededor y una valiosa herramienta para futuras investigaciones.
El artículo científico “Cosmografía del Universo Local” explica la investigación realizada para la realización del presente vídeo y se encuentra disponible en  http://arxiv.org/abs/1306.0091.
La existencia de los supercúmulos no fue percibida hasta la década de los años 1980, cuando los nuevos telescopios y sensores pudieron elaborar mapas tridimensionales del Universo.
Los supercúmulos son vistos típicamente como largas y finas hebras de cúmulos y galaxias, gases entre cúmulos y presumiblemente, la "Materia Oscura " en una superficie bidimensional, intercalados por grandes huecos casi vacíos de materia.
Los astrónomos descubrieron que las galaxias en el Universo están dispuestas en hojas y las paredes que rodean los grandes vacíos están casi vacías. Las galaxias espirales se alinean como cuentas de un collar, con sus ejes de rotación alineados con los filamentos que delinean vacíos. Mientras escaneaba el cielo en busca de la mayor luz cósmica, el satélite Planck de la ESA capturó instantáneas de algunos de los mayores cúmulos de galaxias y supercúmulos del Universo.
Varios cientos de galaxias y las enormes cantidades de gas que las impregna, se muestran en la imagen siguiente, que representa el núcleo del Supercúmulo Shapley, la estructura cósmica más grande del Universo Local, la cual fue descubierta en 1930 por el astrónomo estadounidense Harlow Shapley, y constituye una notable concentración de galaxias en la Constelación del Centauro.
Con más de 8.000 galaxias con una masa total superior a diez mil millones de veces la masa del Sol, es la estructura más masiva dentro de una distancia alrededor de mil millones de años luz desde nuestra galaxia la Vía Láctea. El gas caliente que impregna el cúmulo de galaxias brilla en rayos X, pero también resulta visible en longitudes de onda del rango de microondas, que resulta ser lo que el Telescopio Espacial Planck ve como un aspecto distintivo de la Radiación Relicta del Fondo de Microondas, <el resplandor del Big Bang>. Buscando esta característica, denominada Efecto Sunyaev- Zel’dovich, Planck ya ha observado más de mil grupos de galaxias, incluyendo varios supercúmulos y pares de cúmulos interactuando entre sí.
El Supercúmulo de Virgo o Supercúmulo Local, es un supercúmulo irregular que contiene al Cúmulo de Virgo además del Grupo Local, que a su vez contiene las galaxias de la Vía Láctea y la de Andrómeda. Por lo menos existen 100 grupos de galaxias en el interior de un diámetro de 110 millones de años luz. Es uno de los millones de supercúmulos existentes en Universo observable.
En la década de  1980 se descubrió que no sólo el Grupo Local sino también fuera del mismo hasta una distancia de al menos 50 Megaparsecs, estaba experimentando un flujo del orden de 600 km/s en la dirección del Cúmulo de Norma (Abel 3627). Lynden-Bell designó este hecho como “El Gran Atractor”.  Mientras los astrónomos estaban seguros en la velocidad de las LS que habían sido medidas contra el Fondo Cósmico de Microondas (CMB), la naturaleza que lo estaba ocasionando continúa siendo uno de los grandes misterios de la Astronomía.
Los astrónomos saben desde hace años que parece que algo está tirando de la Vía Láctea y de otras decenas de miles más hacía ese algo, a la vertiginosa velocidad de 22 millones de km/hora, pero no pudieron determinar exactamente que es o donde está. Un enorme volumen de espacio que incluye la Vía Láctea y varios supercúmulos de galaxias se está  dirigiendo hacia una gigantesca masa misteriosa invisible designada por los astrónomos como “El Gran Atractor” a unos 250 millones de años luz de nuestro Sistema Solar.
La Vía Láctea y la Nebulosa de Andrómeda son las estructuras dominantes de un cúmulo de galaxias denominado Grupo Local, que es a su vez miembro periférico del Supercúmulo de Virgo. La nebulosa de Andrómeda a unos 2,2 millones de años luz de la Vía Láctea, está dirigiéndose hacia nuestra galaxia a 89 km/s. Este movimiento únicamente puede explicarse por la atracción gravitatoria,  a pesar de que la masa que podemos observar no es lo suficientemente grande para ejercer este tipo de atracción. La única cosa que podría explicar el movimiento de Andrómeda sería la atracción gravitatoria de una gran cantidad de masa invisible, <quizás el equivalente al tamaño de 10 galaxias como la Vía Láctea> intercaladas entre ambas galaxias.
Entre tanto, nuestro Grupo Local se precipita  hacia el centro del Cúmulo de Virgo a la velocidad de 447 km/s.
La Vía Láctea y su vecina la galaxia de Andrómeda, conforman junto con otras 30 galaxias más pequeñas lo que se conoce como Grupo Local, que se encuentra hacia el exterior de un supercúmulo, una agrupación de miles de galaxias conocidas como Virgo (ver imagen inferior) que también está siendo atraída hacia el Gran Atractor. Basándonos en las velocidades a estas escalas, la masa invisible existente entre los huecos de estas galaxias y cúmulos de galaxias ascienda posiblemente hasta 10 veces más que la materia visible.
Aun así, añadiendo toda esta materia invisible a la materia visible, obtenemos que la densidad media del Universo resulta ser solo de un 10 a un 30% de la densidad crítica necesaria para “cerrar” el Universo. Este fenómeno nos sugiere que el Universo debe ser “abierto”, Los cosmólogos continúan debatiendo esta cuestión, así como tratando de averiguar la naturaleza de la masa invisible o “Materia Oscura”.
Se cree que esta Materia Oscura determina la estructura del Universo a su escala más grande. La Materia Oscura atrae gravitatoriamente  a la Materia Normal y es ésta la que los astrónomos ven formando largas láminas delgadas de racimos de supercúmulos galácticos.
Mediciones realizadas recientemente mediante telescopios y sondas espaciales de la distribución de masa en M-31, <la mayor galaxia en nuestras cercanías> además de otras galaxias, nos han llevado al reconocimiento de que las galaxias están llenas de Materia Oscura y han demostrado que una fuerza misteriosa <la Energía Oscura> llena el espacio vacío, lo que provoca la aceleración de la expansión del Universo.
Actualmente, los astrónomos reconocen que el destino final del Universo está intrínsecamente ligado a la presencia de la Energía y Materia Oscura. El Modelo Estándar actual de la Cosmología describe un Universo en el que el 70% es Energía Oscura, el 25 % Materia Oscura y sólo el 5% Materia Normal.
No sabemos que es la Energía Oscura ni por qué existe. Por otra parte, la Teoría de Partículas nos dice que, a nivel microscópico, incluso en un vacío perfecto, las burbujas con partículas cuánticas son una fuente natural de Energía Oscura, pero un cálculo rápido de la Energía Oscura generada a partir del vacío, se obtiene un valor 10.120 veces mayor que la cantidad que observamos. Se precisa de algún otro proceso físico desconocido para eliminar la mayor parte, pero no toda, la energía del vacío, dejando la suficiente para alimentar la expansión acelerada del Universo.
El Universo tal y como lo vemos, sólo contiene las reliquias estables y los restos del Big Bang: las partículas inestables han decaído con el tiempo y las simetrías perfectas se ha roto conforme el Universo se ha ido enfriando, pero la estructura del espacio nos recuerda todas las partículas y fuerzas que ya no podemos observar a nuestro alrededor.
Descubrir de que está compuesto el corazón del Gran Atractor constituirá con toda seguridad uno de los mayores descubrimientos de la historia de la Ciencia. Hallazgos recientes sugieren que estos movimientos son el resultado de fuerzas gravitatorias, pero no de una, sino de dos cosas: el Gran Atractor y un conglomerado de galaxias situado más allá del mismo.
La localización del Gran Atractor fue finalmente determinada en 1986 y se encuentra a una distancia de 250 millones de años luz de la Vía Láctea, en dirección a las constelaciones de Hidra y Centauro. Esta región del espacio está dominada por el Cúmulo de Norma, un cúmulo masivo de galaxias que contiene una preponderancia de grandes y viejas  galaxias, muchas de las cuales están colisionando con sus vecinas  irradiando grandes cantidades de radioondas.
El Gran Atractor es una concentración difusa de materia con un tamaño de unos 400 millones de años luz en el interior de un conjunto de galaxias denominado “Pared de Centauro”, a unos siete grados respecto al plano de la Vía Láctea. Observaciones de rayos X realizadas con el satélite ROSAT, han revelado que, Abel 3627 se encuentra en el centro del Gran Atractor, concretamente en la denominada Zona de Evitación, donde el polvo y las estrellas del disco de la Vía Láctea oscurecen la cuarta parte del cielo visible desde la Tierra.
La mayor concentración de galaxias se encuentra más allá del Gran Atractor, en las proximidades del Supercúmulo de Shapley, a 500 millones de años luz de distancia. El cartografiado de rayos X de los cúmulos de galaxias luminosas en la región del Gran Atractor ha demostrado que el tirón que nuestra galaxia está experimentando es más probable que sea debido tanto a la proximidad del Gran Atractor como a estas estructuras más distantes.
En 1987, un grupo de astrónomos conocido como “los siete samuráis”, descubrieron en el CalTech este movimiento coordinado de la Vía Láctea junto con varios millones de nuestras galaxias vecinas. Encontraron que las galaxias se distribuyen de manera muy desigual en el espacio formando supercúmulos separados por espacios vacíos increíblemente enormes de Materia Ordinaria Visible.
El lugar hacia el cual parece que nos dirigimos fue inicialmente denominado como el Nuevo Centro Supergaláctico o también como Objeto Muy Masivo, hasta que uno de los descubridores, Alan Dressler, decidió que necesitaban un nombre más evocador y le pusieron el de “Gran Atractor”.
El movimiento de las galaxias locales indicaba que debía haber por ahí algo enorme que estaba tirando de la Vía Láctea, la galaxia de Andrómeda y varias más cercanas a ambas. Durante bastante tiempo, nadie podía descubrir la causa, ya que se encontraba detrás del plano de nuestra galaxia, lo que implicaba que tanto el polvo como el gas de la misma oscurecía la luz del Gran Atractor y era eclipsado por las estrellas y otros objetos de nuestra galaxia.
Esta noticia recoge estudios procedentes de The Daily Galaxy via ESO, Planck Institute, universe-review.ca, solstation.com y nasa.gov
world-science.netand  http://manoa.hawaii.edu/news/

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Fuente.