Publiquen el mapa més gran de matèria fosca de l’Univers
15/04/2015
Científics del projecte Dark Energy Survey (DES) publiquen el primer d’un seguit de mapes de la matèria fosca de l’Univers. Aquests mapes, elaborats amb una de les càmeres digitals més potents del món, són les cartografies de la matèria fosca més grans i més detallades que s’han fet fins ara. L’estudi dels mapes permetrà entendre millor el paper que juga la matèria fosca en el procés de formació de galàxies i ens apropa a l’objectiu últim del projecte DES que és l’estudi de la naturalesa de l'energia fosca.
“Per construir aquest mapa s’han mesurat distorsions pràcticament imperceptibles a la forma de més d’1 milió de galàxies” diu Vinu Vikram (Argonne National Laboratory, Chicago), investigador principal de l’estudi. “Hem aconseguit dades molt precises gràcies a la gran sensibilitat de la Càmera d’Energia Fosca (DECam de les seves sigles en anglès)”.
La Dark Energy Camera (DECam), una càmera de 570 megapixels capaç d’observar galàxies a 9 mil milions d’anys llum de distància, és l’instrument que s’ha utilitzat en aquest treball. Situada al Observatori Inter-Americà de Cerro Tololo a Xile, la DECam és l’instrument principal del projecte DES i està especialment dissenyada per mesurar la forma de les galàxies amb una precisió sense precedents.
La contribució espanyola al projecte
L’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), a la UAB, participa en el projecte DES des del seu inici. A la fase de construcció, l’IFAE, en col·laboració amb l’ICE (IEEC-CSIC) i el CIEMAT, va dissenyar i construir la major part de l’electrònica de lectura de la DECam. A més, dos investigadors de l’IFAE han treballat mesurant la distància a les galàxies incloses a l’estudi.
Carles Sánchez, investigador de DES a l’IFAE explica que “No només és fonamental mesurar la distancia a les galàxies que observem, sinó també entendre amb detall la precisió d’aquestes mesures, de cara al seu ús en l’estudi de l’energia fosca”.
“Amb els nous mapes que estem produint serem capaços d’estudiar l’evolució en el temps de la distribució de matèria fosca a l’Univers. Això ens donarà pistes importants de les propietats de l’energia fosca”, afegeix Chris Bonnett, investigador de DES a l’IFAE.
El projecte del Dark Energy Survey és una col·laboració de més de 300 científics de 25 institucions a 6 països. IFAE, ICE (IEEC-CSIC) i CIEMAT representen la col·laboració espanyola al projecte.
Filaments de matèria fosca
Els mapes de matèria fosca es basen en les primeres observacions de DES i cobreixen tan sols un 3% de l’àrea que pretén analitzar el projecte en els 5 anys vinents. A mesura que es vagi ampliant l’àrea estudiada, els investigadors podran anar comprovant les teories cosmològiques actuals per mitjà de la comparació de la distribució de matèria visible amb la de matèria fosca.
La teoria indica que, com que hi ha molta més matèria fosca que visible, les galàxies es formarien on hi ha més concentració de matèria fosca i per tant més força de gravetat. Fins ara els resultats de DES avalen aquesta idea. Els mapes mostren, per una banda, llargs filaments de matèria fosca al llarg dels quals es concentren la majoria de galàxies i cúmuls de galàxies. Per altra banda, hi ha zones buides de matèria fosca on pràcticament no hi ha galàxies.
La matèria fosca, la substància desconeguda que representa el 75% de la matèria de l'Univers, és invisible fins i tot per als instruments astronòmics més sensibles, ja que no emet ni absorbeix llum. Però els efectes de la matèria fosca sí que es poden observar fent servir tècniques basades en lents gravitacionals. La llum que ens arriba de les galàxies més llunyanes es corba per causa de la força de gravetat creada per la matèria fosca que es troba pel camí. Aquesta és la tècnica emprada a DES, l’objectiu últim del qual és entendre la naturalesa de la misteriosa energia fosca que representa el 70% del contingut de massa i energia de l'Univers i és responsable de la seva expansió accelerada.
L’IFAE, un consorci entre la Generalitat de Catalunya i la Universitat Autònoma de Barcelona, és un dels centres del Programa CERCA de la Generalitat de Catalunya, i compta des de 2012 amb l'acreditació com a Centre d'Excel·lència Severo Ochoa.
Més informació
Enllaç als mapes:
http://deswl.github.io/page1/vikram_paper/Dark Matter Map IV.jpg
http://deswl.github.io/page1/vikram_paper/vikram_paper.html
Pàgina web del projecte:
http://www.darkenergysurvey.org/
Paper: Wide-Field Lensing Mass Maps from DES Science Verification Data
http://arxiv.org/pdf/1504.03002.pdf
Peu de foto:
Aquest és el primer mapa del projecte Dark Energy Survey i ens mostra la distribució de matèria fosca en una àrea del cel. L’escala de color representa la densitat de matèria fosca: les àrees vermelles i grogues són més denses, les blaves estan pràcticament buides. Les galàxies i cúmuls de galàxies es representen com a punts grisos al mapa: quant més grans són més grans són els cúmuls de galàxies. La matèria fosca es distribueix en forma de llargs filaments seguint la distribució que veiem en les galàxies. Aquest mapa cobreix un 3% de l'àrea que DES estudiarà en els pròxims 5 anys. (Dark Energy Survey)