Un nuevo método ayuda a medir con mayor precisión distancias cosmológicas

Tras un complejo análisis estadístico con alrededor de un millón de galaxias, un equipo de investigadores procedentes de varias universidades chinas y de la Universidad de Córdoba ha podido publicar en la revista Nature Astronomy los resultados del estudio que han tenido entre manos durante los dos últimos años, un trabajo que permitirá de ahora en adelante establecer con mayor grado de precisión distancias cosmológicas.

Recreación de Oscilaciones Acústicas de Bariones (Zosia Rostomian, Lawrence Berkeley National Laboratory).

El estudio ha desarrollado un nuevo método para detectar las denominadas Oscilaciones Acústicas de Bariones (BAO). Estas ondas, cuya existencia se demostró por primera vez en 2005, son una de las pocas huellas del Big Bang que aún pueden intuirse en el cosmos. Se propagaron durante los primeros 380.000 años de vida del universo, expandiéndose como ondas de sonido a través de una materia tan caliente que actuaba como un fluido, algo parecido a lo que ocurre al tirar una piedra en un estanque de agua. Posteriormente, el universo se expandió y enfrío hasta el punto de que esas ondas quedaron congeladas en el tiempo hasta la actualidad.

Lo interesante de estas oscilaciones, testigos de casi toda la historia del cosmos, es que tienen una longitud perfectamente conocida (500 millones de años luz), por lo que en la actualidad son de gran utilidad para medir distancias cosmológicas a partir de la separación entre galaxias. Poder detectarlas y conocer su tamaño es por tanto de suma importancia para cartografiar correctamente el universo hasta puntos muy lejanos.

«Los resultados de este estudio nos permiten ahora detectar estas ondas a través de un método nuevo e independiente del tradicional. Al combinar ambos, podemos establecer distancias cósmicas con mayor precisión», explica Antonio J. Cuesta, investigador del Departamento de Física de la Universidad de Córdoba y único autor español de la investigación.

Antonio J. Cuesta, autor del estudio.

El nuevo método: en busca de anomalías en la orientación de las galaxias

Este nuevo trabajo ha cruzado a través de métodos estadísticos una base de datos con cerca de un millón de galaxias, prestando especial atención a dos magnitudes muy diferentes: la elipticidad de las galaxias y la densidad que hay a su alrededor.

Normalmente, las galaxias se orientan estirándose a donde hay un mayor número de otras galaxias debido a la atracción de la gravedad, pero hay ciertos lugares del universo en los que esta regla no se cumple con tanta intensidad. «Es en esos puntos, en los que las galaxias no apuntan a donde deberían, en donde las estadísticas nos dicen que están localizadas las denominadas Oscilaciones Acústicas de Bariones, ya que estas ondas también actúan como punto de atracción de gravedad», subraya Antonio J. Cuesta.

Mirar hacia lo lejos, mirar al pasado

«La primera aplicación práctica que podría tener este trabajo es establecer con más precisión dónde están localizadas las galaxias y la separación que hay entre ellas y la Tierra, pero de alguna forma también nos estamos asomando al pasado», explica el investigador.

Esta nueva aproximación a las Oscilaciones Acústicas de Bariones, claves para dar respuesta a algunas de las grandes preguntas sobre el universo, abre nuevas puertas al mundo de la astronomía. Establecer distancias cosmológicas ofrece, a su vez, nuevas pistas sobre la historia de expansión del universo y ayuda a entender su composición en términos de materia y energía oscura, dos de los componentes más esquivos y enigmáticos del cosmos.

Referencia:

Xu, K., Jing, Y.P., Zhao, GB. et al. Evidence for baryon acoustic oscillations from galaxy–ellipticity correlations. Nat Astron (2023). 2397-3366. 2023/07/27. https://doi.org/10.1038/s41550-023-02035-4