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Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

Descubren que casi un tercio de los cúmulos de galaxias habrían pasado desapercibidos

La investigación fue publicada en la revista The Astrophysical Journal.

La investigación fue publicada en la revista The Astrophysical Journal.

Luis Campusano, académico del DAS e investigador del CATA.

Luis Campusano, académico del DAS e investigador del CATA.

Nancy Hitschfeld, académica del DCC.

Nancy Hitschfeld, académica del DCC.

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Publicación en The Astrophysical Journal
Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA)

El trabajo publicado en la revista científica The Astrophysical Journal fue liderado por el astrónomo de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile e investigador del Centro de Excelencia en Astrofísica y Tecnologías Afines CATA, Luis Campusano.

Un algoritmo computacional creado por un equipo de astrónomos e ingenieros informáticos, logró determinar que no todos los cúmulos (o enjambres) de galaxias son iguales. “Hemos encontrado cúmulos con galaxias menos brillantes, distribuidas más distantes entre sí, cuyo aspecto es similar al de regiones ordinarias del cielo y, por lo tanto, habían pasado desapercibidos hasta ahora”, así lo explica el Luis Campusano, académico del Departamento de Astronomía de la Facultad de ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) e investigador del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA).

El software identificó cúmulos en una base de datos correspondiente a 200 mil galaxias usando un método puramente geométrico lo cual resultó en la producción de una muestra más completa que las ya conocidas. “Así, se revelaron nuevos cúmulos ricos en galaxias espirales los que en total aportaron cerca de un tercio de los cúmulos encontrados”, afirma Gabriel Marinello, astrónomo del RadioObservatorio ALMA y co-autor de la investigación.

El algoritmo que creamos tiene la ventaja de ser muy dúctil y su utilidad podría extenderse más allá de la astronomía. Por ejemplo, disciplinas como la medicina o la arqueología podrían -haciendo las adaptaciones necesarias - utilizarla. Su clave está en que busca patrones en conjuntos de datos muy grandes, permitiendo detectar información relevante de manera rápida y oportuna”, acota la Nancy Hitschfeld, académica del Departamento de Ciencias de la Computación de la FCFM.

Fuerzas oscuras

Los cúmulos de galaxias son fundamentalmente aglomeraciones de materia oscura, la cual es un tipo distinto a la materia familiar constituida por átomos y cuya presencia se revela sólo por su efecto gravitacional.

Una pequeña fracción de la masa de un cúmulo está constituida por galaxias hasta ahora reconocidas por ser elípticas de alto brillo y concentradas hacia el centro del cúmulo. Lo que se ha descubierto es que la materia oscura de un cúmulo puede también tener asociadas galaxias de tipos menos brillantes y menos aglomeradas. “Es tan sorprendente este resultado que es como si los geógrafos hubieran obviado -en un catastro- un tercio de los picos más altos de la cordillera de los Andes por aparecer más planos debido a la acumulación de nieve”, explica Roger G. Clowes del Instituto Jeremiah Horrocks de la University of Central Lancashire, de Inglaterra, también co-autor del trabajo.

Esta nueva clase de cúmulos masivos tiene importantes consecuencias. “Se desprende que las búsquedas de cúmulos que sólo analizaban galaxias elípticas son incompletas, es decir, se estaba subestimando su número. Que cúmulos similares en masa puedan contener galaxias muy diferentes es evidencia de que la historia particular de cada cúmulo es relevante, no sólo su masa, lo cuál refuta varios modelos de formación de galaxias previos”, concluye Marinello.

Este resultado impone una nueva valla a la teoría de evolución de galaxias puesto que no existe una previsión teórica del comportamiento encontrado.

El tiempo vuela y no vuelve

La investigación duró 12 años, desde la creación del algoritmo pasando por distintos papers y la incorporación de otros ingenieros informáticos a lo largo del tiempo que culminó con un software eficiente para el reconocimiento de sistemas de galaxias relacionadas entre sí. Las observaciones que permitieron la determinación de las distancias a las miles de galaxias analizadas fueron realizadas con un instrumento robótico instalado en el 3.9-m Anglo-Australian Telescope, cerca de Coonabarabran, en Australia.

Para el profesor Campusano, quien concibió y dirigió la investigación, los siguientes pasos consisten en la comprobación de los resultados por un equipo independiente, y en la demostración mediante la técnica de “lente gravitacional” que el nuevo tipo de cúmulos detectados efectivamente tiene asociadas masas comparables a la de los cúmulos de galaxias convencionales.

Comunicaciones CATA

Jueves 20 de diciembre de 2018

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