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Nuevas simulaciones muestran la evolución de las Galaxys en los últimos 11 mil millones de años

Uno de los problemas con el estudio de objetos distantes en el espacio es que esencialmente estamos mirando hacia el pasado. Cuando miramos una Galaxy a miles de millones de años luz de nosotros, estamos viendo cómo era hace miles de millones de años. Pero, ¿cómo se ha desarrollado desde entonces? ¿Cómo es hoy? Esa es la pregunta que un nuevo estudio intenta responder.

En las simulaciones del nuevo proyecto COSTCO (COnstrained Simulations of The COsmos Field), se ha recreado el ciclo de vida completo de grupos de Galaxys observados a 11 mil millones de años luz de distancia. Realizado por un equipo de investigadores dirigido por Metin Ata, investigador del instituto de investigación japonés Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, el estudio es el primero de este tipo jamás realizado y podría ayudar a los científicos a comprender mejor cómo surgió el universo. ser lo que es hoy.

Para este trabajo, el equipo se interesó en investigar estructuras distantes, como los protocúmulos de Galaxys masivas; estos objetos son como «ancestros» de los cúmulos de Galaxys que conocemos hoy, antes de colapsar por su propia gravedad. También notaron que los estudios actuales de protocúmulos distantes se produjeron con modelos simples en lugar de simulaciones.

En la parte superior de la imagen vemos la distribución de materia correspondiente a la Galaxy tal como se observa; en la parte inferior, vemos una simulación de la misma región después de 11 mil millones de años, es decir, en la actualidad (Imagen: Reproducción/Ata et al.)

La mayoría de las simulaciones cosmológicas están diseñadas para corresponder al universo real en términos estadísticos, pero también hay algunas diseñadas para reproducir directamente las estructuras observadas; sin embargo, la mayoría de las simulaciones de este tipo se han aplicado solo al universo local. Por lo tanto, la mayoría de ellos representaban solo lo que estaba cerca de la Tierra, y no en el universo distante.

Los resultados de las simulaciones

Entonces Ata explica que el equipo decidió experimentar con el desarrollo de una simulación del universo distante real, para ver cómo nacieron las estructuras y en qué se han convertido. Para ello, fotografiaron las Galaxys abuelas cuando eran “jóvenes”. Luego avanzaron en edad para estudiar cómo se formarían los cúmulos galácticos. “Esto es muy importante para el destino de esas estructuras, ya sean aisladas o asociadas a otras más grandes”, explicó Ata.

“Si no tienes en cuenta el medio ambiente, obtendrás respuestas completamente diferentes. Somos capaces de tener en cuenta el entorno a gran escala de manera constante porque tenemos una simulación completa, por lo que nuestra predicción es más estable”, dijo en un comunicado. Al final, las simulaciones permitieron a los investigadores encontrar evidencia de tres protocúmulos de Galaxys publicados.

Pudieron desfavorecer una estructura e identificaron otras cinco estructuras formadas consistentemente en las simulaciones, entre ellas se encuentra el protosupercúmulo Hyperion, el protosupercúmulo más grande y antiguo que conocemos. Tiene 5.000 veces la masa de la Vía Láctea, y los autores descubrieron que se espera que colapse en un filamento de 300 millones de años luz de largo.

Además, los investigadores pudieron usar las simulaciones para probar el modelo estándar de cosmología, que describe la física del universo: al predecir la masa y la distribución final de las estructuras en cada espacio, los autores pudieron revelar discrepancias en nuestra comprensión de el universo que, hasta así estaban ocultos. El trabajo ya se está aplicando a otros proyectos, como estudios del entorno cosmológico de las Galaxys y líneas de absorción de cuásares distantes.

El artículo con los resultados del estudio fue publicado en la revista Astronomía de la naturaleza.

Fuente: Nature Astronomy; Vía: Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo

Tommy Banks
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