Confirman la existencia de un supervacío cósmico que desafía nuestra comprensión de la energía oscura
20/12/2021 de Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
La mancha fría se encuentra en la constelación de Eridanus, en el hemisferio sur de la galaxia. El recuadro muestra el mapa de temperatura de microondas de esta zona del cielo, tal y como lo ha cartografiado el satélite Planck. La figura principal muestra el mapa de masas de la materia oscura creado por el equipo del DES. Crédito: Gergö Kránicz y András Kovács (IAC)
Una investigación realizada por la colaboración Dark Energy Survey (DES), en la que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha confirmado la presencia de un supervacío, una región extremadamente grande con una densidad de materia inferior a la del promedio, en la constelación de Eridanus.
Esta región es también la ubicación de la denominada “mancha fría”, que es una de las anomalías a gran escala del Fondo Cósmico de Microondas (CMB, por sus siglas en inglés), un tipo de radiación fósil procedente de los orígenes del Universo. Esta anomalía corresponde a una estructura, situada sobre el cielo del hemisferio sur eclíptico, con una temperatura más fría que el promedio.
Sin embargo, una región fría tan grande como la “mancha fría” parece muy poco probable según el modelo cosmológico estándar. Por ello, el equipo de DES siguió la hipótesis de que un supervacío podría explicar, al menos en parte, por qué esta mancha es significativamente mayor y más fría de lo esperado. Los científicos creen, además, que esta gigantesca región podría utilizarse como un laboratorio único para aprender sobre la esquiva energía oscura.
Desde el punto de vista de la energía, un supervacío se puede imaginar como una colina que hay que escalar desde la perspectiva de los fotones del CMB en su viaje hacia nuestros telescopios. Para atravesar esta región de menor densidad, estos fotones deben invertir energía. Sin embargo, durante su paso, estos fotones sufren el efecto de la energía oscura, responsable de la expansión cósmica. Esta energía actúa como una fuerza repulsiva, opuesta a la gravedad, de forma que ralentiza el ritmo de formación de las estructuras cósmicas más grandes y las suaviza.
Por ello, a la salida de un supervacío, los fotones del CMB, en lugar de recuperar la misma energía invertida en subir la colina, pierden una parte de ella ya que la energía oscura suaviza el descenso. Esta pérdida neta de energía equivale a un ligero enfriamiento de las temperaturas de los fotones del CMB que atraviesan los supervacíos. Así, estudiando en detalle este efecto los cosmólogos pueden inferir propiedades de la energía oscura.
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