La NASA detecta un ‘movimiento oscuro’ que abarca miles de millones de años luz

JPA/DICYT Un grupo de científicos han identificado un movimiento inesperado de cúmulos de galaxias que abarca miles de años luz. La causa podría ser, sugieren, la atracción gravitatoria de materia que se encuentra mas allá del Universo observable. El descubrimiento ha sido efectuado por investigadores de NASA en colaboración con las universidades de California en Davis, Hawaii y Salamanca

"Hemos determinado que los cúmulos tienen una velocidad pequeña, que es independiente de la expansión general del Universo y no cambia conforme aumenta la distancia", declara el doctor Kashlinsky de NASA Goddard Space Flight Center (Maryland, EEUU). "Nunca esperábamos encontrar algo como esto", comenta. Kashlinsky y su grupo denominan a este movimiento colectivo movimiento oscuro (del ingles dark flow) en línea con dos misterios cosmológicos mas familiares: la materia oscura y la energía oscura. "La distribución de materia en el Universo observable no puede explicar este movimiento", afirma.

Los cúmulos de galaxias son concentraciones masivas de materia oscura, galaxias y gas, este último a temperaturas de millones de grados. Este gas caliente afecta a los fotones de la radiación cósmica de microondas produciéndoles un cambio de frecuencia que refleja cuanto se separa el movimiento de cada cúmulo individual de la expansión general del Universo. El resultado es un minúsculo cambio en la temperatura de la radiación de fondo en la dirección del cúmulo. Los astrónomos denominan a este cambio efecto Sunyaev-Zeldovich (SZ) cinemático. Una distorsión análoga, denominada efecto SZ térmico ha sido observada en cúmulos de galaxias desde los años 80, pero la componente cinemática, que es unas diez veces más débil, no ha sido hasta ahora medida en ningún cúmulo de manera individual.

En el año 2000, Kashlinsky y Fernando Atrio-Barandela, de la Universidad de Salamanca, mostraron como se podía aislar e identificar la componente SZ cinemática. La técnica requería combinar la señal de un gran número de cúmulos. Para medir este efecto los astrónomos se asociaron con Dale Kocevski, de la Universidad de California en Davis y Harald Ebeling, de la Universidad de Hawaii, ambas en EEUU, con objeto de identificar unos 700 cúmulos. El catálogo incluye objetos que se encuentran a unos 3 mil millones de años luz, casi un tercio del tamaño del Universo observable.

Analizando las anisotropías de la radiación de fondo, medidas por el satélite WMAP en la dirección de los cúmulos del catálogo, los investigadores identificaron un movimiento colectivo con una velocidad de 600 kilómetros por segundo. Los cúmulos se desplazan hacia una región de unos 20 grados de diámetro entre las constelaciones de Centauro y Vela. Mas aun, en la región central, de unos mil millones de años luz de radio, el movimiento es constante. "Puesto que el movimiento que hemos detectado se extiende ya tan lejos, es probable que alcance todo el universo visible", comentan.

Este resultado choca con los modelos cosmológicos actuales, que predicen que estos movimientos disminuyen conforme aumenta el tamaño de la región considerada. Los cosmólogos consideran que el fondo cósmico de microondas, un destello de luz emitido 380.000 años después del Big-Bang, es un sistema de referencia con respecto al cual la distribución de materia estaría en reposo, y los movimientos peculiares a gran escala deberían tener una amplitud diez veces mas pequeña.

La etapa inflacionaria del Universo ofrece una posible explicación. Durante este periodo, que habría ocurrido muy temprano en la historia evolutiva del Universo, este habría sufrido una expansión hiper-acelerada con lo que la región que actualmente podemos ver sería solo una pequeña parte de todo el cosmos. Estos científicos sugieren que los cúmulos están respondiendo a una atracción gravitatoria de la materia que fue empujada mas allá del Universo observable durante el periodo inflacionario. "Nuestra medida podría permitirnos explorar el estado del cosmos previo a la época inflacionaria", señalan.

El siguiente paso es reducir las incertidumbres en la medida. "Necesitamos una descripción más exacta de cómo el gas caliente se distribuye en los cúmulos de galaxias", comenta Atrio-Barandela. "Estamos compilando un catálogo más grande y profundo que nos permita mejorar la medida", añade Ebeling. Estos científicos planean extender el análisis utilizando las nuevas medidas de WMAP, hechas públicas en marzo pasado.

Los resultados de esta investigación han aparecido en la edición electrónica de Astrophysical Journal Letters.