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telescopio de rayos x: eROSITA resuelve diferencias cosmológicas
Recientemente, diferentes métodos de medición han llegado a resultados diferentes con respecto a la distribución de masa en el espacio y su agregación. Una evaluación inicial de los datos de eROSITA elimina las discrepancias.
La imagen muestra el catálogo de cúmulos de galaxias de eROSITA transferido al mapa de estudio del cielo medio. Los colores de los puntos indican el corrimiento al rojo, es decir, la distancia de los cúmulos de galaxias a la Tierra.
El consorcio alemán eROSITA acaba de publicar los datos del primer estudio exhaustivo del cielo en el espectro de rayos X. A continuación se realizan análisis y evaluaciones. Los hallazgos del equipo dirigido por el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, entre otras cosas, alivian la tensión entre mediciones anteriores y divergentes de la distribución de la materia en el espacio y su agregación. Y aportan información sobre la masa de los neutrinos y la ecuación de estado de la energía oscura. Los estudios se presentaron para su publicación en la revista especializada «Astronomy & Astrophysics» y se publicaron previamente como preimpresión en el servidor ArXiv.
Según el modelo cosmológico estándar, el llamado modelo Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM), el universo joven parecía un mar denso y extremadamente caliente de fotones y otras partículas elementales. A lo largo del tiempo cósmico, pequeñas diferencias en densidad crecieron hasta formar las grandes galaxias y cúmulos de galaxias que se pueden ver hoy. El objetivo principal de la misión es comprender mejor cómo se unen gradualmente los cúmulos de galaxias, algunas de las estructuras más grandes de nuestro universo. Esta agregación se logra utilizando un parámetro llamado Soctavo descrito. En los últimos años, la llamada »SoctavoSurgió la “tensión”. Es que en estudios basados en el fondo cósmico de microondas (CMB) una Soctavo-El valor se mide como en las investigaciones cosmológicas basadas en el efecto de lente gravitacional débil. Esto último ocurre cuando la luz de las galaxias de fondo se distorsiona por interacciones gravitacionales con el cúmulo de primer plano.
El telescopio, lanzado al espacio apenas en 2019, se utiliza para observar los rayos X emitidos por el gas caliente en los cúmulos de galaxias. Esto nos permite medir con precisión tanto la cantidad total de materia en el universo como su distribución de densidad. Las observaciones de eROSITA de cúmulos de galaxias muestran que la materia visible y oscura juntas representan el 29% de la densidad de energía total actual del universo, en buena concordancia con otros métodos. Los cúmulos de galaxias también contienen información sobre las partículas más pequeñas conocidas, los neutrinos. Dado que se mueven por el espacio a una velocidad cercana a la de la luz, tienden a uniformar la distribución de la materia, lo que puede estudiarse analizando la evolución de los cúmulos de galaxias a lo largo del tiempo.
Nuevo valor determinado para la masa del neutrino
“eROSITA nos dice que el universo se ha comportado como se predijo teóricamente a lo largo de la historia cósmica”, afirma Vittorio Ghirardini, postdoctorado en el MPE y jefe del estudio cosmológico, según un comunicado de prensa. «No hay discrepancias con el fondo de microondas; tal vez ahora los cosmólogos puedan relajarse un poco». Ghirardini añade que también están a punto de lograr un avance decisivo en la medición de la masa total de neutrinos. «Sólo tenemos que combinarlos con experimentos de neutrinos en la Tierra». El desarrollo de cúmulos de galaxias en los datos de eROSITA da como resultado un límite superior para la masa total de 0,22 electronvoltios; en combinación con los datos del CMB, esto cae incluso a 0,11 electronvoltios. Con la ayuda del experimento de física de partículas terrestres KATRIN, los expertos determinaron recientemente una masa de neutrino de hasta 0,8 electronvoltios.
Pero los datos de eROSITA pueden revelar aún más sobre la naturaleza del universo. Albert Einstein ya había predicho, basándose en la teoría de la relatividad general, que las grandes estructuras cósmicas deberían haber crecido a un cierto ritmo durante la evolución del universo. Esta tasa de crecimiento se puede determinar con eROSITA.
El catálogo de datos contiene actualmente 930.000 entradas y cubre el hemisferio occidental visto desde el centro de nuestra galaxia. Se llama eRASS1, que significa el primer catálogo de eROSITA All Sky Survey. El hecho de que cubra “sólo” la mitad del cielo de rayos X se debe a que eROSITA está a bordo del satélite de investigación ruso Spektr-RG. Antes de la misión se había acordado que, como compensación por la puesta en funcionamiento y el funcionamiento del telescopio de rayos X, el hemisferio oriental quedaría en manos de colegas rusos para su evaluación. Debido al ataque ruso a Ucrania, la cooperación se vio interrumpida, por lo que ahora una nueva cortina de hierro divide el cielo de rayos X. El telescopio no registra nuevos datos desde 2022.
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