“Anomalía cósmica”: los científicos resuelven un misterio supergaláctico de décadas de antigüedad

¿Por qué el inmenso plano supergaláctico está lleno predominantemente de un solo tipo de galaxia? Este misterio astronómico de larga data puede finalmente resolverse.

EL vía Láctea La galaxia, nuestro hogar cósmico, está ubicada en una vasta extensión conocida como Supercúmulo Local. Esta colosal estructura incluye numerosos cúmulos de galaxias grandes y una multitud de galaxias individuales. Caracterizado por su configuración en forma de panqueque, el Supercúmulo se extiende casi mil millones de años luz de diámetro, lo que le valió el sobrenombre de Plano Supergaláctico.

La mayoría de las galaxias del universo se clasifican en una de dos categorías: en primer lugar, galaxias elípticas, formadas principalmente por estrellas viejas y que contienen agujeros negros centrales típicamente extremadamente masivos, y en segundo lugar, galaxias de disco con formación estelar activa, con una estructura en espiral similar a la Vía Láctea. Forma. Maneras. Ambos tipos de galaxias también se encuentran en el Supercúmulo Local, pero mientras el Plano Supergaláctico está lleno de galaxias elípticas brillantes, las galaxias de disco brillantes están notoriamente ausentes.

Una anomalía cósmica desafía el modelo estándar de cosmología

Esta peculiar segregación de galaxias en el universo local, conocida desde la década de 1960, ocupa un lugar destacado en una lista reciente de “anomalías cósmicas” compilada por el renombrado cosmólogo y premio Nobel de 2019 Jim Peebles.

Ahora, un equipo internacional dirigido por los astrofísicos de la Universidad de Helsinki, Till Sawal y Peter Johansson, parece haber encontrado una explicación. En un artículo publicado en astronomía naturalmuestran cómo las diferentes distribuciones de galaxias elípticas y de disco surgen naturalmente debido a los diferentes entornos que se encuentran dentro y fuera del Plano Supergaláctico.

En el Plano Supergaláctico, que se encuentra en el ecuador de la imagen, las galaxias experimentan frecuentes interacciones y fusiones, lo que lleva a la formación de galaxias elípticas masivas. Por el contrario, las galaxias alejadas del plano evolucionan en relativo aislamiento, lo que les permite preservar su estructura discoide. Crédito: Hasta Sawal

“En los densos cúmulos de galaxias que se encuentran en el plano supergaláctico, las galaxias experimentan frecuentes interacciones y fusiones, lo que lleva a la formación de elípticas y al crecimiento de agujeros negros supermasivos. Por el contrario, lejos del plano, las galaxias pueden evolucionar en relativo aislamiento, lo que les ayuda a preservar su estructura espiral”, explica Till Sawala.

En su trabajo, el equipo utilizó la simulación SIBELIUS (Simulaciones más allá del universo local), que sigue la evolución del universo a lo largo de 13.800 millones de años, desde sus inicios hasta la actualidad. Se ejecutó en supercomputadoras en Inglaterra y en la supercomputadora Mahti de CSC en Finlandia.

Implicaciones y direcciones futuras en cosmología.

Mientras que la mayoría de simulaciones similares consideran áreas aleatorias del universo que no pueden compararse directamente con las observaciones, la simulación SIBELIUS tiene como objetivo reproducir con precisión las estructuras observadas, incluido el supercúmulo local. El resultado final de la simulación es notablemente consistente con las observaciones.

“Por casualidad, en diciembre pasado me invitaron a un simposio en honor a Jim Peebles, donde presentó el problema en su conferencia. Y me di cuenta de que ya habíamos completado una simulación que podría contener la respuesta”, comenta Till Sawal. «Nuestra investigación muestra que los mecanismos conocidos de la evolución de las galaxias también funcionan en este entorno cósmico único».

Junto al departamento de física, el campus Kumpula de la Universidad de Helsinki alberga una gran estatua que muestra la distribución de las galaxias en el supercúmulo local. Fue inaugurado hace 20 años por el cosmólogo británico Carlos Frenk, uno de los coautores de este nuevo estudio. «La distribución de galaxias en el supercúmulo local es realmente notable», afirma Frenk sobre los nuevos resultados. «Pero no es una anomalía: nuestro resultado muestra que nuestro modelo estándar de materia oscura puede producir las estructuras más extraordinarias del universo».

Referencia: “Distintas distribuciones de galaxias elípticas y de disco en el supercúmulo local como pronóstico ΛCDM” por Till Sawala, Carlos Frenk, Jens Jasche, Peter H. Johansson y Guilhem Lavaux, 20 de noviembre de 2023, astronomía natural.
DOI: 10.1038/s41550-023-02130-6