‘Anomalía cósmica’: los científicos resuelven un misterio supergaláctico de décadas de antigüedad

¿Por qué el plano galáctico supermasivo está lleno principalmente de un tipo de galaxia? Este misterio astronómico de larga data puede finalmente resolverse.

el vía Láctea La galaxia, nuestro hogar cósmico, se encuentra dentro de una vasta área conocida como Supercúmulo Local. Esta estructura masiva incluye muchos cúmulos de galaxias masivos y muchas galaxias individuales. El supercúmulo tiene una formación en forma de panqueque y se extiende por casi mil millones de años luz de ancho, lo que le valió el título de supernivel galáctico.

La mayoría de las galaxias del universo se dividen en dos categorías: en primer lugar, galaxias elípticas, que en su mayoría están formadas por estrellas viejas y suelen contener agujeros negros centrales muy masivos, y en segundo lugar, galaxias activas de disco de formación estelar, con una estructura en espiral similar a la Vía Láctea. Forma. Métodos. Ambos tipos de galaxias también se encuentran en el supercúmulo local, pero mientras el plano supergaláctico está repleto de galaxias elípticas brillantes, las galaxias de disco brillantes están notoriamente ausentes.

Las anomalías cósmicas desafían el modelo estándar de cosmología

Esta extraña separación de galaxias en el universo local, que se conoce 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 Sawalla y Peter Johansson parece haber encontrado una explicación. En un artículo publicado en astronomía de la naturalezaMuestra cómo las diferentes distribuciones de galaxias elípticas y de disco surgen naturalmente debido a los diferentes entornos que se encuentran dentro y fuera del superplano galáctico.

En el plano supergaláctico, que en la imagen se encuentra en el ecuador, 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 mantener su estructura en forma de disco. Crédito: Incluso Swala

«En los densos cúmulos de galaxias que se encuentran en el plano de las galaxias supermasivas, las galaxias experimentan frecuentes interacciones y fusiones, lo que lleva a la formación de galaxias 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 mantenerse en su estructura helicoidal.

En su trabajo, el equipo utilizó la simulación Sibelius (simulación metacósmica local), que rastrea la evolución del universo a lo largo de 13.800 millones de años, desde el universo primitivo hasta el presente. Funcionó en supercomputadoras en Inglaterra y en la supercomputadora CSC Mahti en Finlandia.

Implicaciones y direcciones futuras en cosmología.

Mientras que la mayoría de simulaciones similares consideran zonas aleatorias del universo que no pueden compararse directamente con las observaciones, la simulación de Sibelius pretende reproducir con precisión las estructuras observadas, incluido un supercúmulo local. El resultado final de la simulación concuerda notablemente 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. “Me di cuenta de que ya habíamos completado una simulación que podría contener la respuesta”, comenta Till Soala. «Nuestra investigación muestra que los mecanismos conocidos de la evolución de las galaxias también operan en este entorno cósmico único».

Junto al Departamento de Física, el Campus Kumbulla de la Universidad de Helsinki alberga una gran escultura que ilustra la distribución de las galaxias en el supercúmulo local. Fueron descubiertos hace 20 años por el cosmólogo británico Carlos Frenk, uno de los coautores de este nuevo estudio. «La distribución de las galaxias en el supercúmulo local es realmente fascinante», afirma Frink sobre los nuevos resultados. «Pero no es una anomalía: nuestros resultados muestran que nuestro modelo estándar de materia oscura puede producir las estructuras más asombrosas del universo».

Referencia: “Distintas distribuciones de galaxias elípticas y de disco en el supercúmulo local como predicción de ΛCDM” por Till Sawalla, Carlos Frink, Jens Jaschi, Peter H. Johansson y Guillem Lavaux, 20 de noviembre de 2023, astronomía de la naturaleza.
doi: 10.1038/s41550-023-02130-6