martes, 19 de julio de 2016

Un mapa tridimensional de 1,2 millones de galaxias para estudiar la energía oscura

Un equipo internacional de astrónomos del proyecto Sloan Digital Sky Survey  III (SDSS-III), en español, Cartografiado Digital del Cielo SLOAN, ha anunciado esta semana en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society los resultados más precisos sobre la energía oscura, la responsable de la expansión acelerada del Universo. El estudio, firmado por cientos de investigadores y entre los que se encuentran Marcos Pellejero Ibañez y José Alberto Rubiño, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), se ha presentado en un artículo principal y 12 artículos secundarios. También cuenta con participación española del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB) y del Instituto de Física Teórica (UAM-CSIC), en España.

Gracias al programa Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), han elaborado el mayor mapa tridimensional de 1,2 millones de galaxias lejanas presentes en un volumen de 650 millones de años luz, equivalente a más de un cuarto del cielo. Este mapa les ha servido para medir esa aceleración y así determinar las cantidades de materia y energía oscura que componen el Universo en la actualidad.

BOSS permite calcular el ritmo de expansión del Universo midiendo el tamaño de las oscilaciones acústicas bariónicas (BAO, por sus siglas en inglés), unas ondas de presión que viajaban por el universo temprano –a los 380.000 años- a través de la materia. En ese momento, la materia y la luz se desligaron, formando el fondo cósmico de microondas (CMB), una radiación que ha quedado intacta prácticamente desde entonces y que nos permite estudiar las pequeñas variaciones en la densidad de la materia del Universo en su épocas más primitivas. Esas ondas quedaron congeladas en el tiempo y, como consecuencia de la evolución gravitatoria, produjeron a la larga una huella en la distribución de galaxias posterior que BOSS ha sido capaz de medir con una precisión sin precedentes.

Como resultado de esta metodología, se ha observado que las galaxias están separadas por una distancia característica, llamada “escala acústica”, determinada con precisión gracias a las observaciones del fondo cósmico de microondas realizadas por el satélite Planck, que la estima en 481 millones de años-luz.

Porción del cartografiado de la estructura a gran escala del Universo del Sloan Digital Sky Survey y el programa Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). Cada punto indica la posición de una galaxia hace 6.000 millones de años, La imagen cubre una vigésima parte del cielo, una porción de 6.000 millones de años luz de ancho, 4.500 millones de alto y 500 de profundidad. El color indica la distancia desde la Tierra, siendo las amarillas las galaxias más cercanas y las moradas las más lejanas. Las galaxias están agrupadas en cúmulos, revelando supercúmulos y vacíos cuya presencia se puede rastrear hacia atrás en el tiempo hasta la primera fracción de segundo después del Big Bang. La imagen contiene 48.741 galaxias, un 3% de todos los datos del cartografiado. Las manchas grises son pequeñas áreas sin datos. (Crédito: Daniel Eisenstein y SDSS-III)
Para medir el tamaño de estas antiguas ondas gigantes, con BOSS se elaboró un mapa galáctico varias veces más grande que los realizados hasta la fecha. Cuando fue planeado, ya se sabía que la energía oscura influía significativamente en el ritmo de la expansión del Universo, por lo menos, desde hace 5.000 millones de años, así que se diseñó para medir esas oscilaciones desde una época anterior (unos 7.000 millones de años) hasta casi la actualidad (2.000 millones de años).

El mapa también revela que las galaxias se mueven hacia regiones del Universo con más materia, debido a la atracción gravitatoria y que, además, las observaciones concuerdan con las predicciones de la Teoría de la Relatividad General. Estos resultados apoyan la hipótesis de que la expansión acelerada del Universo es impulsada por un fenómeno como la energía oscura a las más grandes escalas cósmicas.

Marcos Pellejero Ibáñez, estudiante de doctorado en el IAC, y José Alberto Rubiño, investigador del mismo centro, junto a Chia-Hsun Chuang, del Leibniz Institute for Astrophysics, han ideado una nueva metodología para la extracción de información cosmológica de los datos de BOSS. Considerando el fondo cósmico de microondas y el mapa tridimensional de galaxias de BOSS para inferir los parámetros cosmológicos con mínimas presuposiciones sobre energía oscura, comprobaron diferentes modelos de la misma y confirmaron que el empleado en los últimos 18 años, basado en la constante cosmológica de Einstein, encaja con naturalidad.

“Aunque es computacionalmente complicado, hemos demostrado que se puede hacer un análisis profundo combinando de estas dos observaciones cosmológicas y usando modelos de evolución del Universo cada vez más complejos”,  explica Pellejero.

Por su parte, Rubiño añade que “la combinación de estos dos conjuntos de datos excepcionales, los del satélite Planck y BOSS, nos ha permitido además establecer las mejores cotas cosmológicas sobre la suma de las masas de las tres familias de neutrinos y su contribución relativa a la densidad total de materia.” (Fuente: IAC)


lunes, 4 de julio de 2016

El final del agujero en la capa de ozono

Una nueva investigación ha identificado señales claras de que el agujero en la capa antártica de ozono está empezando a cerrarse.

El equipo internacional de Susan Solomon, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, y Anja Schmidt, de la Universidad de Leeds en el Reino Unido.

Se confirma así que está en marcha definitivamente la recuperación plena de la capa de ozono, que protege la vida de la Tierra frente a los dañinos rayos ultravioleta del Sol.

El encogimiento del agujero ha variado de año en año, debido en parte a los efectos de las erupciones volcánicas.

Pero tener en cuenta los efectos de estas erupciones permitió a los autores del nuevo estudio mostrar que el agujero en la capa de ozono se está cerrando, y no ven ninguna razón por la que no debiera cerrarse de forma permanente hacia mediados de este siglo.

Estos nuevos y alentadores hallazgos muestran que el tamaño medio del agujero en la capa de ozono en cada mes de septiembre se redujo en más de 4,4 millones de kilómetros cuadrados (1,7 millones de millas cuadradas) desde el año 2000, unas 18 veces el área del Reino Unido.

Imagen en colores falsos que muestra la concentración de ozono sobre la Antártida el 2 de octubre de 2015. (Foto: NASA/Goddard Space Flight Center)



La investigación atribuye esta mejora al Protocolo de Montreal de 1987, que condujo a la prohibición del uso de los clorofluorocarbonos (CFCs), que por aquel entonces se empleaban ampliamente en neveras, botes con aerosoles (desodorantes, lacas, etcétera) y otros enseres.

Tal como destaca Solomon, ahora podemos estar seguros de que aquel protocolo y las decisiones políticas que lo secundaron han puesto a la capa de ozono en el camino hacia su recuperación. “El Protocolo de Montreal es una verdadera historia de éxito que proporcionó una solución a un problema medioambiental global”, subraya Schmidt.