Astronomía

El halo de materia oscura de la vía láctea, visto como nunca antes


(NC&T) Para el trabajo, los investigadores, de la Universidad de California en Santa Cruz (UCSC), se han valido de la supercomputadora más poderosa de la NASA.

Toda galaxia está rodeada por un halo de misteriosa materia oscura que sólo puede ser detectada indirectamente, al observar sus efectos gravitatorios. El halo invisible es mucho más grande y más esférico que la galaxia luminosa en su centro. Recientes simulaciones informáticas han mostrado que el halo está sorprendentemente "aterronado", con concentraciones bastante densas de materia oscura en "subhalos" con vínculos gravitatorios, dentro del halo. El nuevo estudio muestra mucho más de esas subestructuras que cualquier otro previo.

Los investigadores encontraron casi diez mil subhalos, cerca de un orden de magnitud más que en simulaciones pasadas, y algunos de estos subhalos exhiben a su vez otras subestructuras. Ello se había predicho teóricamente, pero ésta es la primera vez que aparece en una simulación numérica.

Aunque la naturaleza de la materia oscura es un misterio, no se trata de materia minoritaria y marginal, sino que constituye el 82 por ciento de la materia en el universo. Como resultado, la evolución de estructuras ha sido dirigida por las interacciones gravitatorias de materia oscura. La materia "normal" que forma gas y estrellas ha caído en los "hoyos gravitatorios" creados por los terrones de materia oscura, generando galaxias en los centros de los halos de materia obscura.

Vía láctea
Mapa de densidades de la materia oscura en un halo semejante al de la Vía Láctea. (Foto: UCSC)
Inicialmente, la gravedad actuó en ligeras fluctuaciones de densidad presentes muy poco tiempo después del Big Bang, para conformar las primeras acumulaciones de materia oscura. Éstas crecieron en cúmulos más y más grandes, gracias a la fusión de cúmulos pequeños entre sí. Este es el proceso que los investigadores de la UCSC simularon en la supercomputadora Columbia, en el Centro de Investigación Ames de la NASA, una de las más rápidas de todo el planeta. La simulación tardó un par de meses en completarse, funcionando sobre un total de procesadores de entre 300 y 400 al mismo tiempo, durante 320.000 "horas de CPU".

Los investigadores configuraron las condiciones iniciales basándose en los resultados más recientes del satélite astronómico WMAP, que ha proporcionado la reconstrucción más detallada hasta ahora de la infancia del universo.

La simulación comienza unos 50 millones de años después del Big Bang, y calcula la interacción de 234 millones de partículas de materia oscura a lo largo de más de 13.700 millones de años de tiempo cosmológico, para producir un halo de la misma escala que el que posee la Vía Láctea.


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