NASA suma nuevos datos al flujo oscuro

Los cúmulos de galaxias se mueven a millones de kilómetros por hora a través de un sendero que  atraviesa el espacio entre las constelaciones australes de Centaurus e Hydra. Un nuevo estudio de la NASA ha descubierto que este movimiento, denominado “flujo oscuro”, se extiende hasta el doble de la distancia determinada anteriormente. Las pruebas indican que los cúmulos de galaxias implicados están alejándose de la Tierra, desafiando la influencia que debería tener sobre ellos la distribución de materia observable. ¿Que está pasando en el Universo?

Los científicos creen que los objetos astronómicos lejanos deberían regisrse mediante las mismas leyes físicas que se aplican a los objetos astronómicos más cercanos a la Tierra. La gravedad es la fuerza responsable de que las galaxias adopten la forma que acostumbramos a ver en las fotografías tomadas por los telescopios espaciales, y también de la forma en que se mueven unas respecto de otras. Sin embargo, a una escala mayor, los datos obtenidos a través de las observaciones no parecen respetar estas reglas. Algunos cúmulos de galaxias, enormes estructuras compuestas por miles de galaxias como la nuestra, parecen estar siendo arrastrados por una corriente invisible, desafiando la fuerza gravitatoria ejercida por los objetos que los rodean. Un equipo del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, liderado por Alexander Kashlinsky, ha rastreado este movimiento colectivo conocido como “flujo oscuro” hasta el doble de la distancia determinada anteriormente. “Esto no es algo que tuviésemos previsto encontrar, pero no podemos hacer que desaparezca”, dice Kashlinsky. “Ahora sabemos que el flujo persiste a distancias mucho mayores, hasta unos 2500 millones de años luz de distancia”. El nuevo estudio realizado por los astrónomos será publicado el 20 de marzo de la revista The Astrophysical Journal Letters.

Los cúmulos de galaxias parece estar moviéndose a lo largo de una línea que se extiende desde nuestro Sistema Solar hasta Centaurus/Hydra. Las pruebas indican que los cúmulos se alejan de la tierra siguiendo este camino, aunque no está demasiado claro si algunos en realidad no están acercandose a nosotros por la misma ruta. “Hemos detectado un movimiento a lo largo de este eje, pero por el momento nuestros datos son insuficientes para afirmar categóricamente si todos los cúmulos se aproximan o no”, dice Kashlinsky. El flujo oscuro constituye un problema controvertido, debido a que la distribución de materia en el universo observado no basta para que tal cosa tenga lugar. Su existencia sugiere que alguna estructura invisible, ubicada fuera de nuestro “horizonte”, está “tirando” de la materia que se encuentra en nuestra vecindad.  Los cosmólogos consideran al fondo de microondas –la radiación que se originó hace unos 380 000 años después de la formación del universo– como el marco de referencia cósmico.  Todos los movimientos a gran escala no deberían tener una dirección preferida respecto de este fondo, pero el flujo oscuro demuestra que esto no es así.

El gas caliente que existe dentro de un cúmulo de galaxias emite rayos-X que dispersa los fotones del fondo de microondas cósmico (CMB, o Cosmic Microwave Background). Debido a que los cúmulos de galaxias no siguen con precisión la expansión del espacio, las longitudes de onda de los fotones dispersados cambian, reflejando el movimiento individual de cada uno de ellos. En la práctica, esto da como resultado una muy pequeña variación de la temperatura del fondo de microondas en la dirección del cúmulo. Este cambio, al que los astrónomos denominan “efecto cinemático Sunyaev-Zel’dovich” o KSZ (por kinematic Sunyaev-Zel’dovich), es tan pequeño que nunca ha podido medirse en un único cúmulo de galaxias. Sin embargo, Kashlinsky junto a Fernando Atrio-Barandela de la Universidad de Salamanca (España), demostraron hace diez años que era posible captar la sutil señal a partir de las medidas del ruido si se estudiaba un gran número de cúmulos. En 2008, con los datos de 700 cúmulos a disposición, los investigadores descubrieron por primera vez este misterioso movimiento. El nuevo estudio se basa en los anteriores, pero duplicando el número de cúmulos galácticos analizados.

Según explica Atrio-Barandela, quien se ha centrado la búsqueda de posibles errores en el análisis del equipo, el nuevo estudio proporciona una prueba mucho más sólida sobre que el flujo oscuro es real. Por ejemplo, los cúmulos más brillantes en las longitudes de onda de rayos-X tienen mayor cantidad de gas caliente para distorsionar los fotones del CMB. “Cuando se procesan, esos mismos cúmulos también muestran la señal KSZ más fuerte, algo improbable si el flujo oscuro fuese un mero error estadístico”, comenta. Además, el equipo ordenó el catálogo de cúmulos en cuatro “porciones” diferentes, representando distintos rangos de distancias, y descubrió que la tendencia global entre las porciones muestra una notable concordancia. Ahora el equipo se encuentra trabajando para expandir el catálogo de cúmulos y rastrear el flujo oscuro a una mayor distancia. Todo parece indicar que existe algo que arrastra las galaxias en una dirección concreta, pero los datos actuales son insuficientes para determinar su naturaleza. Si Kashlinsky y Atrio-Barandela tienen éxito, el flujo oscuro dejará de ser algo exótico y desconcertante para convertirse en un elemento más del universo conocido.