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(noticias nanowerk) Según la teoría cosmológica estándar, una colisión entre dos cúmulos de galaxias masivos no debería haber ocurrido cuando el universo tenía la mitad de su edad actual, según un nuevo estudio realizado por un grupo internacional de astrónomos.
Según el modelo cosmológico estándar de materia oscura lambda-fría (ΛCDM), las galaxias primero se forman y sólo después se combinan para formar cúmulos de galaxias más grandes. Por lo tanto, los cúmulos de galaxias deberían tardar mucho tiempo en aparecer en el escenario cósmico. El nuevo estudio, publicado en el Diario astrofísico (“The El Gordo Galaxy Cluster Challenges ΛCDM for Any Plausible Collision Velocity”) cuestiona esto al mostrar que dos cúmulos de galaxias extremadamente grandes chocaron a velocidades muy altas cuando el universo tenía solo la mitad de su edad actual.
El par de cúmulos en cuestión se conoce como El Gordo, un nombre apropiado ya que su masa es aproximadamente 2.000 billones de veces la del Sol (2 seguido de quince ceros). El nuevo estudio utiliza una estimación actualizada de su masa que es mucho más precisa. Esto elimina una fuente importante de incertidumbre en un estudio anterior realizado por los mismos autores sobre cuán problemático es El Gordo para ΛCDM.
La masa se estimó basándose en la desviación de la luz de las galaxias de fondo, cuya forma parece distorsionada por la atracción gravitacional de El Gordo, un poco como una lupa. Esta masa de «lente débil» se determinó con el Telescopio Espacial Hubble, pero es consistente con resultados recientes del Telescopio Espacial James Webb y otros estudios que utilizan otros métodos. La masa tiene ahora una modesta incertidumbre del 10%.
La investigación, dirigida por Elena Asencio, estudiante de doctorado de la Universidad de Bonn, utilizó simulaciones detalladas de la interacción publicadas previamente para estimar la velocidad a la que colisionaron los cúmulos. Luego, los autores buscaron una simulación cosmológica ΛCDM menos detallada que cubría un volumen muy grande para buscar pares de cúmulos simulados. El objetivo era contar cuántos de ellos se parecían en términos generales al aspecto de El Gordo justo antes de la colisión. Esto se hizo mediante un innovador método de “tomografía de cono de luz”, que tiene en cuenta que los objetos más distantes se ven más atrás en el tiempo, cuando había menos estructura.
Los resultados mostraron que la tensión con ΛCDM es muy fuerte para cualquier velocidad de colisión plausible. Además, la incertidumbre que queda en la masa de El Gordo ya no juega un papel importante.
Elena dijo: “Los resultados de nuestro estudio anterior (Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society«Un duro golpe para ΛCDM – el alto corrimiento al rojo, la masa y la velocidad de colisión del cúmulo de galaxias interactuante El Gordo contradice la cosmología de concordancia») fueron cuestionados por algunos científicos después de que se publicó una estimación actualizada de la masa de El Gordo, y fueron ligeramente más bajos. Aunque esto reduce la tensión en ΛCDM, sigue siendo de gran importancia para cualquier velocidad de colisión plausible. Cientos de simulaciones detalladas muestran que El Gordo no puede parecerse a las fotos con una velocidad de colisión mucho más lenta que podría ocurrir en ΛCDM”.
Si bien es posible obtener una simulación que se parezca a El Gordo con una colisión más rápida, un evento de este tipo es demasiado raro en ΛCDM. Esto se debe a que sería muy inusual encontrar dos cúmulos de estrellas tan masivos a poca distancia en un momento tan temprano de la historia cósmica. Además, exigirles que se acerquen entre sí a gran velocidad añade credibilidad. El nuevo estudio y una medición de masa más precisa podrían llevar a que se realicen más esfuerzos para simular a El Gordo y comprender mejor este enigmático objeto.
El Gordo no es el único ejemplo de colisión de racimos que contradice el ΛCDM. Dr. Indranil Banik de la Escuela de Física y Astronomía de St Andrews, quien desarrolló el análisis estadístico utilizado en este proyecto, dijo: «El Bullet Cluster es otro ejemplo de una colisión de alta energía entre dos cúmulos de galaxias, aunque en una fecha posterior». Combinado con El Gordo, la situación empeora aún más para ΛCDM. Y en nuestro estudio se conocen y mencionan varios otros ejemplos”.
También hay varios estudios (Las cartas del diario astrofísico., “¿JWST ya ha falsificado la formación de galaxias impulsada por materia oscura?”), que muestra que las galaxias individuales parecen estar formándose mucho más rápido de lo esperado en el ΛCDM, gracias en gran parte a datos recientes de James Webb. En cuanto al contexto más amplio de los resultados de El Gordo, Pavel Kroupa, profesor de la Universidad de Bonn y de la Universidad Carolina de Praga, dijo: «Ahora hay mucha evidencia de que la formación de estructuras en el universo en ΛCDM ocurrió más rápido de lo esperado». Actualmente estamos investigando más evidencia de esto”.
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