El Moho del Limo Ayuda a Mapear la Materia Oscura que Mantiene Unido el Universo

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El comportamiento de una de las criaturas más humildes de la naturaleza está ayudando a los astrónomos a explorar las estructuras más grandes del universo.

El organismo unicelular, conocido como moho del limo (Physarum polycephalum), construye redes filamentosas complejas en busca de alimento, encontrando vías casi óptimas para conectar diferentes ubicaciones. Al dar forma al universo, la gravedad construye una vasta estructura de telarañas de filamentos que unen galaxias y cúmulos de galaxias a lo largo de puentes débiles de cientos de millones de años luz. Hay una extraña semejanza entre las dos redes: una creada por la evolución biológica y la otra por la fuerza de gravedad primordial.

La red cósmica es la columna vertebral a gran escala del cosmos, que consiste principalmente en la misteriosa sustancia conocida como materia oscura y unida con gas, sobre la cual se construyen las galaxias. La materia oscura no se puede ver, pero constituye la mayor parte del material del universo. La existencia de una estructura similar a una red en el universo se insinuó por primera vez en la Encuesta Redshift de 1985 realizada en el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica. Desde esos estudios, la gran escala de esta estructura filamentosa ha crecido en estudios posteriores del cielo. Los filamentos forman los límites entre grandes vacíos en el universo.

Pero los astrónomos han tenido dificultades para encontrar estos escurridizos hilos, porque el gas es tan oscuro que es difícil de detectar. Ahora, un equipo de investigadores ha recurrido al moho del limo para ayudarlos a construir un mapa de los filamentos en el universo local (a menos de 500 millones de años luz de la Tierra) y encontrar el gas dentro de ellos.

Diseñaron un algoritmo informático, inspirado en el comportamiento del moho del limo, y lo probaron contra una simulación por ordenador del crecimiento de filamentos de materia oscura en el universo. Un algoritmo de ordenador es similar a una receta que le dice al ordenador exactamente qué pasos tomar para resolver un problema.

Luego, los investigadores aplicaron el algoritmo del molde de limo a los datos que contienen las ubicaciones de 37.000 galaxias mapeadas por el Sloan Digital Sky Survey a distancias correspondientes a 300 millones de años luz. El algoritmo produjo un mapa tridimensional de la estructura cósmica subyacente.

Luego analizaron la luz ultravioleta de 350 quásares (a distancias mucho más lejanas, de miles de millones de años luz) catalogada en el Archivo del Legado Espectroscópico del Hubble, que contiene los datos de los espectrógrafos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA. Estas lejanas linternas cósmicas son los brillantes núcleos de galaxias activas alimentadas por agujeros negros, cuya luz brilla a través del espacio y a través de la red cósmica en primer plano. Impresa en esa luz estaba la firma reveladora de la absorción de gas de hidrógeno no detectado de otra manera que el equipo analizó en puntos específicos a lo largo de los filamentos. Estas ubicaciones objetivo están lejos de las galaxias, lo que permitió al equipo de investigación vincular el gas a la estructura a gran escala del universo.

«Es realmente fascinante que una de las formas de vida más simples realmente permita conocer las estructuras de mayor escala en el universo», dijo el investigador principal Joseph Burchett, de la Universidad de California (UC), Santa Cruz. «Al utilizar la simulación del molde de limo para encontrar la ubicación de los filamentos de la red cósmica, incluidos los que están lejos de las galaxias, podríamos utilizar los datos de archivo del Telescopio Espacial Hubble para detectar y determinar la densidad del gas frío en las afueras de esos filamentos invisibles. Los científicos han detectado firmas de este gas durante varias décadas, y hemos demostrado la expectativa teórica de que este gas comprende la red cósmica».

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