Nuevo mapa muestra el movimiento de todas las galaxias

Por Matt Williams para Universe Today Diciembre 13 de 2017



Durante casi un siglo, los astrónomos han entendido que el Universo se encuentra en un estado de expansión. Esto es una consecuencia de la Relatividad General, y la velocidad a la cual se expande se conoce como la Constante de Hubble, nombrada así por el hombre que primero notó el fenómeno. Sin embargo, los astrónomos también han aprendido que al unirse a las estructuras de gran escala del Universo, las galaxias y los cúmulos también se han estado acercando y relacionándose entre sí.

Durante décadas, los astrónomos han buscado rastrear cómo estos movimientos han tenido lugar a lo largo de la historia cósmica. Y gracias a los esfuerzos del equipo internacional de astrónomos, se ha creado el mapa más detallado hasta la fecha de las órbitas de las galaxias que se encuentran dentro del Supercluster de Virgo. Este mapa abarca los movimientos pasados de casi 1,400 galaxias dentro de los 100 millones de años luz de espacio, mostrando cómo ha cambiado nuestro vecindario cósmico.

El estudio que detalla su investigación apareció recientemente en The Astrophysical Journal bajo el título "Action Dynamics of the Local Supercluster". Dirigido por Edward J. Shaya de la Universidad de Maryland, el equipo incluyó a miembros del Instituto de Astronomía de la UH, el Instituto de Física Racah en Jerusalén, y el Instituto para la Investigación de las Leyes Fundamentales del Universo (IRFU) en París.


Órbitas de galaxias en el supercúmulo local. Crédito de la imagen: Brent Tully.

Por el bien de su estudio, el equipo utilizó datos de las encuestas CosmicFlows, --flujos cósmicos--- una serie de tres estudios que calcularon la distancia y la velocidad de las galaxias vecinas entre 2011 y 2016. Varios miembros del equipo de estudio participaron en estas encuestas, que luego emparejado con otras estimaciones de campo de distancia y gravedad para construir un estudio de flujo masivo del Supercluster de Virgo.

A partir de esto, fueron capaces de crear modelos de computadora que trazaron los movimientos de casi 1.400 galaxias dentro de los 100 millones de años luz, y en el transcurso de 13 mil millones de años (solo 800 millones de años después del Big Bang). Como Brent Tully, un astrónomo del Instituto de Astronomía UH y coautor del estudio, explicó en un comunicado de prensa de UH:

"Por primera vez, no solo estamos visualizando la estructura detallada de nuestro Supercúmulo local de galaxias, sino que estamos viendo cómo la estructura se desarrolló a lo largo de la historia del universo. Una analogía es el estudio de la geografía actual de la Tierra a partir del movimiento de la tectónica de placas ".

Lo que encontraron fue que sus modelos se ajustan bien al flujo de velocidad actual, lo que significa que las estructuras y velocidades que observaron en sus modelos encajan con lo que se ha observado en las galaxias en la actualidad. También determinaron que dentro del área del espacio que mapearon, el principal atractor gravitacional es el Cúmulo de Virgo, que se encuentra a unos 50 millones de años luz de distancia y contiene entre 1300 y 2000 galaxias.




Además, su estudio indicó que más de mil galaxias han caído en el Cúmulo de Virgo en los últimos 13 mil millones de años, mientras que todas las galaxias dentro de los 40 millones de años luz del cúmulo finalmente serán capturadas. En la actualidad, la Vía Láctea se encuentra justo fuera de esta zona de captura, pero tanto la Vía Láctea como la Galaxia de Andrómeda están destinadas a fusionarse en los próximos 4 mil millones de años.

Una vez que lo hagan, el destino de la galaxia masiva resultante será similar al resto de las galaxias en el área de estudio. Este fue otro punto de partida del estudio, donde el equipo determinó que estos eventos de fusión son simplemente parte de un patrón más grande. Básicamente, dentro de la región del espacio que observaron, hay dos patrones de flujo generales. Dentro de un hemisferio de esta región, todas las galaxias, incluida la Vía Láctea, fluyen hacia una única lámina plana.

Al mismo tiempo, cada galaxia en todo el volumen del espacio se mueve hacia atractores gravitacionales que se encuentran mucho más allá del área de estudio. Ellos determinaron que estas fuerzas externas no son otras que el Supercluster Centaurus - un grupo de cientos de galaxias, ubicado aproximadamente a 170 millones de años luz de distancia en la constelación Centaurus - y el Gran Atractor.

El Gran Atractor se encuentra a 150 millones de años luz de distancia, y es una región misteriosa que no se puede ver debido a su ubicación (en el lado opuesto de la Vía Láctea). Sin embargo, durante décadas, los científicos han sabido que nuestra galaxia y otras galaxias cercanas se están moviendo hacia ella. La región es también el núcleo del Supercluster Laniakea, una región que abarca más de 500 millones de años luz y contiene alrededor de 100.000 galaxias grandes.




En resumen, mientras el Universo se encuentra en un estado de expansión, la dinámica de las galaxias y los cúmulos de galaxias indican que aún gravitan en estructuras más estrechas. Dentro de nuestro vecindario cósmico, el atractor principal es claramente el Cúmulo de Virgo, que está afectando a todas las galaxias dentro de un radio de 40 millones de años luz. Más allá de esto, es el Supercluster Centaurus y el Gran Atractor (como parte del Grancluster Laniakea más grande) lo que está tirando de nuestras cuerdas.

Al trazar este proceso de atracción que ha tenido lugar en los últimos 13 mil millones de años, los astrónomos y cosmólogos son capaces de ver cómo ha evolucionado nuestro Universo a lo largo de la mayor parte de su historia. Con el tiempo y los instrumentos mejorados que son capaces de mirar aún más profundamente en el cosmos (como el Telescopio Espacial James Webb) se espera que podamos explorar aún más hacia el comienzo del cosmos.

Trazar un mapa de cómo nuestro Universo ha cambiado con el tiempo no solo confirma nuestros modelos cosmológicos y verifica teorías predominantes acerca de cómo se comporta la materia en la escala más grande (es decir, la Relatividad General). También permite a los científicos predecir el futuro de nuestro Universo con un cierto grado de certeza, modelando cómo las galaxias y los supercúmulos eventualmente se unirán para formar estructuras aún más grandes.

El equipo también creó un video que muestra los resultados de su estudio, así como un modelo interactivo que permite a los usuarios examinar el marco de referencia desde múltiples puntos de vista. Asegúrese de revisar el video a continuación y diríjase a la página de UH para acceder a su modelo interactivo.


link: https://vimeo.com/239075970




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Further Reading: University of Hawaii, The Astrophysical Journal