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(noticias nanowerk) «Los cosmólogos creen que sólo alrededor del 20% de toda la materia es materia regular o ‘bariónica’, lo que incluye estrellas, galaxias, átomos y vida», explica el autor principal, el Dr. Mohamed Abdullah, investigador del Instituto Nacional de Investigación de Astronomía y Geofísica de Egipto, Universidad de Chiba, Japón. «Aproximadamente el 80% se compone de materia oscura, cuya misteriosa naturaleza aún no se conoce, pero puede consistir en algunas partículas subatómicas aún no descubiertas» (Feige).
«El equipo utilizó una técnica probada para determinar la cantidad total de materia en el universo, que implica comparar el número observado y la masa de cúmulos de galaxias por unidad de volumen con predicciones de simulaciones numéricas», dice la coautora Gillian Wilson, ex asesora graduada de Abdullah. y profesor de física y vicerrector de investigación, innovación y desarrollo económico de UC Merced. «El número de cúmulos observados actualmente, la llamada ‘frecuencia de cúmulos’, depende en gran medida de las condiciones cosmológicas y, en particular, de la cantidad total de materia».
«Una mayor proporción de materia total en el universo daría lugar a la formación de más cúmulos», afirma Anatoly Klypin de la Universidad de Virginia. «Pero es difícil medir con precisión la masa de un cúmulo de galaxias porque la mayor parte de la materia es oscura y no podemos verla directamente con telescopios».
Para superar esta dificultad, el equipo se vio obligado a utilizar un trazador indirecto de la masa del cúmulo. Se basaron en el hecho de que los cúmulos más masivos contienen más galaxias que los menos masivos (relación de riqueza de masa: MRR). Como las galaxias están formadas por estrellas luminosas, el número de galaxias en cada cúmulo se puede utilizar para determinar indirectamente su masa total. Al medir la cantidad de galaxias en cada cúmulo de galaxias en su muestra del Sloan Digital Sky Survey, el equipo pudo estimar la masa total de cada cúmulo de galaxias. Luego pudieron comparar el número y la masa observados de cúmulos de galaxias por unidad de volumen con predicciones de simulaciones numéricas. La mejor concordancia entre observaciones y simulaciones dio como resultado un universo compuesto por el 31% de toda la materia, un valor que concordaba excelentemente con el valor obtenido utilizando observaciones del fondo cósmico de microondas (CMB) del satélite Planck. En particular, CMB es una técnica completamente independiente.
«Conseguimos realizar la primera medición de la densidad de la materia utilizando el MRR, que concuerda perfectamente con la medición obtenida por el equipo de Planck utilizando el método CMB», afirma Tomoaki Ishiyama de la Universidad de Chiba. «Este trabajo muestra además que la abundancia de cúmulos es una técnica competitiva para limitar los parámetros cosmológicos y es un complemento de las técnicas sin agrupación, como las anisotropías CMB, las oscilaciones acústicas bariónicas, las supernovas de tipo Ia o las lentes gravitacionales».
El equipo considera que su logro es el primero en utilizar con éxito la espectroscopia, la técnica que divide la radiación en un espectro de bandas o colores individuales, para estimar la distancia a cada cúmulo y las verdaderas galaxias miembros que están unidas gravitacionalmente al cúmulo. o intrusos en primer plano a lo largo de la línea de visión. Estudios anteriores que intentaron utilizar la técnica MRR se basaron en técnicas de imagen mucho más toscas y menos precisas, como el uso de imágenes del cielo tomadas en longitudes de onda específicas para estimar la distancia a cada cúmulo y galaxias cercanas, que eran miembros reales.
El artículo, publicado en La revista astrofísica (“Constraining Cosmoological Parameters Using the Cluster Mass-Richness Relation”) no solo muestra que la técnica MRR es una herramienta poderosa para determinar parámetros cosmológicos, sino que también explica cómo se puede aplicar a nuevos conjuntos de datos que consisten en datos grandes, amplios y de gran tamaño. Los conjuntos disponibles son estudios espectroscópicos de galaxias y de imágenes de campo profundo, como los realizados con el Telescopio Subaru, el Estudio de Energía Oscura, el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura, el Telescopio Euclid, el Telescopio eROSITA y el Telescopio Espacial James Webb.
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