UNIVERSIDAD DEL PAÍS VASCO

Los resultados del trabajo liderado por el investigador Ikerbasque de la UPV/EHU Tom Broadhurst desafían la visión aceptada de que la materia oscura está compuesta de partículas pesadas

Tom Broadhurst, investigador Ikerbasque en el Departamento de Física Teórica de la UPV/EHU, junto a Sandor Molnar de la Universidad Nacional de Taiwan e investigador visitante de Ikerbasque en la UPV/EHU en 2013 han llevado a cabo una simulación que explica la colisión entre dos clústeres de galaxias. Los clústeres o cúmulos de galaxias son los objetos más grandes que hay en el universo. Se trata de colecciones de cientos de miles de galaxias unidas por la gravedad.

En general, los clústeres de galaxias crecen en tamaño mediante la fusión entre sí para llegar a ser más y más grandes. Las fuerzas gravitacionales hacen que se unan lentamente en el tiempo a pesar de la expansión del universo. El sistema que se conoce como “El Gordo”, el mayor cúmulo de galaxias conocido, es a su vez fruto de la colisión de dos grandes cúmulos. Fue detectado por el gas denso y caliente que desprende en el proceso de la colisión, un gas que llega a ser comprimido y brilla en la región de rayos X del espectro visible. En el espectro de Rayos X, dicha nube de gas posee forma de cometa, con dos largas colas que se extienden entre los densos núcleos de los dos grupos de galaxias. Esta configuración distintiva ha permitido establecer la velocidad relativa de la colisión, que es extrema (~2.200 kilometros/segundo), ya que se sitúa en el límite de lo permitido por la teoría actual de la materia oscura.

Estos ejemplos raros y extremos de los cúmulos atrapados en el acto de colisionarse parecen estar desafiando la visión aceptada de que la materia oscura está hecha de partículas pesadas, ya que en la realidad no se han detectado tales partículas aún, a pesar de los esfuerzos que se están llevando a cabo para buscarlas tanto mediante el acelerador LHC (Large Hadron Collider Particle) en Ginebra como desde el LUX (Large Underground Xenon Experiment , detector subterráneo de la materia oscura de los Estados Unidos-. En opinión de Tom Broadhurst, “es más importante que nunca encontrar un nuevo modelo que posibilite una mejor comprensión de la misteriosa materia oscura”. Broadhurst es uno de los autores de un modelo de onda de materia oscura, publicado en la revista Nature Physics el año pasado.

Esta nueva investigación ha consistido en interpretar el gas observado y la materia oscura de El Gordo de forma “hidrodinámica” mediante el desarrollo de un modelo computacional propio que incluye la materia oscura, la cual comprende la mayor parte de la masa, que puede observarse en la región de rayos X del espectro visible por su temperatura extremadamente alta (100 millones de kelvin). Los doctores Broadhurst y Molnar han conseguido obtener una solución computacional única para esta colisión debido a la forma de cometa del gas caliente, y a las ubicaciones y las masas de los dos núcleos de materia oscura que se han atravesado el uno al otro en un ángulo oblicuo a una velocidad relativa de unos 2.200 km/s. Esto significa que la liberación total de energía es superior a la de cualquier otro fenómeno conocido, con la excepción del Big Bang.

Sobre el autor

Tom Broadhurst es doctor en Física por la Universidad de Durham (Reino Unido), y hasta su contratación por parte de Ikerbasque, desarrolló su investigación en centros de investigación de primer nivel en Reino Unido, EEUU, Alemania, Israel, Japón y Taiwan. Ha publicado 184 artículos en revistas científicas de primer orden y hasta la fecha, y sus trabajos han recibido más de 11.800 citas por parte de otros científicos.

En 2010 fue contratado por Ikerbasque y desde entonces desarrolla su trabajo en el Departamento de Física Teórica de la UPV/EHU. Sus investigaciones se centran en la cosmología observacional, materia oscura y la formación de galaxias.

Referencia bibliográfica

Molnar, SM and Broadhurst, T. Hydrodynamical Solution for the “Twin-Tailed” Colliding Galaxy Cluster “El Gordo” Astrophysical Journal, ApJ 800 37. doi:10.1088/0004-637X/800/1/37

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